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本期耳朵財(cái)經(jīng)TokenData就從多維度解析芯片行業(yè)的情況，看區(qū)塊鏈行業(yè)帶給中國“芯”的機(jī)遇與未來。

分析師 | 洪福川 林燕銘

指導(dǎo) | 孟江東

1946年世界上第一臺電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC出世，由美國人莫克利和艾克特發(fā)明，當(dāng)時(shí)這臺機(jī)器重達(dá)30噸，占地170平米，通過18000只電子管組裝而成，笨重且低效。

而現(xiàn)在的高度集成化芯片已經(jīng)做到了微型化，從單一用途到多用途處理器芯片種類豐富。在區(qū)塊鏈行業(yè)的芯片發(fā)展中，從CPU到GPU最后到現(xiàn)在的ASIC芯片，是把計(jì)算單一化的過程，就像化繁為簡，在一個(gè)方向上專精。而半導(dǎo)體是芯片最重要的基礎(chǔ)部件，不僅可以用來制造大型的集成電路，也可以通過特殊的架構(gòu)設(shè)計(jì)組裝成芯片。

換言之，如果半導(dǎo)體是棉，晶體管是線，那么集合電路就像布料，最后縫紉成衣服，也就是最終成型的芯片。

英特爾的創(chuàng)始人之一戈登·摩爾曾經(jīng)提出，在價(jià)格不變的情況下，每隔18-24個(gè)月集成電路可容納的晶體將會增加一倍，性能也會增加一倍。因此半導(dǎo)體的工藝的提升對于芯片的發(fā)展是非常重要的。平時(shí)常言的nm（納米）是用來描述集成電路內(nèi)，電路與電路之間的距離（線寬）。縮小線寬便意味著在同樣面積下可以裝進(jìn)更多的電路，芯片可以做得更加復(fù)雜。同樣復(fù)雜程度上，芯片可以做得更小更密集，有效的降低成本。

電子的速度是相對固定（在現(xiàn)代晶體管都以相對恒定的速度運(yùn)行），工藝提升而使晶體管縮小，跑步距離縮短，電子在晶體管中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就減少了，效率得到了提高了。

區(qū)塊鏈芯片第一步最先采用的CPU又稱中央處理器，是計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心和控制核心。目前商用市場主要的產(chǎn)品來自Intel（英特爾）和AMD（超微半導(dǎo)體）兩家企業(yè)。CPU制造工藝（制程）在一定程度上決定了CPU的性能。

CPU主要特性是綜合處理能力，可以滿足多種復(fù)雜的運(yùn)算需求，區(qū)塊鏈更多的需要的是單一運(yùn)算，所以CPU在區(qū)塊鏈芯片歷史上如曇花一現(xiàn)，很快便被取代了。

很快行業(yè)第二步瞄準(zhǔn)了GPU芯片上，GPU又稱圖形處理器，屬于顯卡板載上的一塊主要運(yùn)算芯片。顯卡這個(gè)概念是NVIDIA（英偉達(dá)）于1999年提出，在此之前，GPU的工作任務(wù)都集成在CPU中。將圖形渲染等工作拆分出來，重新研發(fā)新的外部設(shè)備，這也是GPU到目前為止制式都會落后CPU的原因（GPU只是分擔(dān)CPU的工作）。

目前商用的GPU主要也是來自于NVIDIA和AMD兩家公司生產(chǎn)，并且從技術(shù)規(guī)格上來看，NVIDIA力壓AMD一頭。GPU發(fā)展也不再局限于圖形處理，在浮點(diǎn)運(yùn)算、并行計(jì)算上的發(fā)展也強(qiáng)于CPU數(shù)十倍甚至上百倍。因?yàn)檫@種獨(dú)特的運(yùn)算能力和區(qū)塊鏈的算法較為匹配，使GPU芯片的需求大增，在去年最火爆的時(shí)候造成了顯卡的價(jià)格居高不下。

高昂的價(jià)格造成了行業(yè)芯片成本急劇升高，而且效率也達(dá)到瓶頸，這時(shí)候行業(yè)研發(fā)出了兼?zhèn)涓咝阅芎偷凸牡囊环N芯片ASIC，也是目前步子邁的最遠(yuǎn)的一步，效率呈幾何式上升。

ASIC是指一種只為專一目的而設(shè)計(jì)的集成電路。例如最先出現(xiàn)的SHA256算法，整體的芯片設(shè)計(jì)只為了計(jì)算這一種算法，無法進(jìn)行算法之外的工作。摒棄了CPU和GPU上為其他功能而設(shè)計(jì)的功能，可以做到在同等計(jì)算能力下，功耗更低、體積更小、性能更高。

區(qū)塊鏈行業(yè)芯片的技術(shù)發(fā)展更迅速，競爭更加激烈。

2018年8月嘉楠耘智已經(jīng)宣布首批量產(chǎn)7nm芯片，同期日本的GMO公司也加入7nm芯片的大軍，從2013年首次量產(chǎn)110nm芯片，期間經(jīng)歷了28nm、16nm，再到如今的7nm，乍一看用5年的時(shí)間走完了Intel、AMD、NVIDIA等國際大廠花了十多年走過的路，事實(shí)并非如此。

同樣是芯片，但是ASIC和GPU的設(shè)計(jì)難度不是同一個(gè)級別的。ASIC用途較為單一，而GPU的用途復(fù)雜，所以其架構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度更是呈幾何級上升。這也是國內(nèi)廠商可以設(shè)計(jì)出7nm ASIC芯片卻無法設(shè)計(jì)出14nm GPU的最主要原因。

從2013年的110nm芯片到2018年的7nm芯片，被壓縮的技術(shù)升級周期背后離不開資本的存在，或者說是區(qū)塊鏈行業(yè)蓬勃發(fā)展所帶來的。

就在昨天31日，華為發(fā)布了新一代麒麟980手機(jī)芯片，成為了繼嘉楠耘智之后的第二家量產(chǎn)的7nm芯片廠家。推動(dòng)這一切的也是手機(jī)行業(yè)的激烈競爭以及華為在自主研發(fā)上的高額投入。7nm的研發(fā)難度之大使得不少廠商改變自己的產(chǎn)品研發(fā)方向——從性能轉(zhuǎn)向功耗。

神馬就是一例通過降低功耗，異軍突起的廠商。

神馬芯片通過降低功耗，可以極大降低用戶的使用成本，并且在制程落后的情況下，依舊領(lǐng)先更高工藝的芯片的性能。

這可能是未來ASIC芯片發(fā)展的趨勢，不再追求制程的先進(jìn)性而是降低用戶的使用成本，更加貼近客戶的多元化需求。

根據(jù)IC Insights的數(shù)據(jù)，2016年前十大芯片供應(yīng)商分別為Intel、三星、臺積電、高通、博通、SK海力士、鎂光科技、德州儀器、東芝半導(dǎo)體、恩智浦半導(dǎo)體。根據(jù)2016年的數(shù)據(jù)，其中因特爾的收入最高達(dá)到了563億美元，三星其次，第三名被臺積電牢牢掌控。

2017年，博通曾試圖1050億美元收購高通，最高報(bào)價(jià)曾達(dá)1170億美元。如果收購成功，這兩家芯片行業(yè)合體后將會成為第三大芯片企業(yè)，可能改寫整個(gè)行業(yè)的格局。與此同時(shí)，高通也試圖收購恩智浦半導(dǎo)體，恩智浦半導(dǎo)體是由飛利浦的半導(dǎo)體業(yè)務(wù)中剝離出來的獨(dú)立公司，最后也已失敗告終。

最后的原因是，博通對高通的并購被美國以“可能危害國家安全”為由給否決了，并購在獲得8個(gè)國家（總共需9個(gè)國家）同意之后，被中國一票否決。

芯片企業(yè)對于國家的重要性不言而喻。

如果以芯片代工產(chǎn)業(yè)來看，中國（包括臺灣）占據(jù)了整個(gè)行業(yè)的74.4%的份額。這也是半導(dǎo)體廠商的一種發(fā)展趨勢。

半導(dǎo)體廠商按照其主要職能目前分為三類:

1.負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)并銷售自己的芯片，制造芯片外包。

2.只生產(chǎn)芯片。

3.負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)并且制造自有芯片=1+2。

TokenData統(tǒng)計(jì)了目前市面上較為常見的半導(dǎo)體產(chǎn)品：

從芯片制造工藝上來看，7nm幾乎達(dá)到了硅材料芯片制造的物理極限，因此Canaan作為國產(chǎn)量產(chǎn)7nm芯片才會如此令人興奮。

在區(qū)塊鏈迅速發(fā)展的幾年里，GPU廠商的收入也跟著水漲船高。

（英偉達(dá)和臺積電k線圖）

NVDIA可以認(rèn)為是受到區(qū)塊鏈影響最大的企業(yè)之一，伴隨著2017年的爆發(fā)和GPU芯片的供不應(yīng)求，股價(jià)水漲船高。而臺積電受限于產(chǎn)量，并未從中獲得多大利益，同時(shí)側(cè)面也可以看出，作為產(chǎn)業(yè)的上游和純區(qū)塊鏈芯片制造廠商相比，NVDIA具有三大優(yōu)勢:

1.受眾更廣，個(gè)人PC用戶需求量大。

2.芯片更復(fù)雜，行業(yè)壁壘更高。純區(qū)塊鏈芯片難以進(jìn)入GPU芯片行業(yè)。

3.技術(shù)積累時(shí)間長，目前為GPU市場的龍頭企業(yè)。

臺積電在獲得了7nm芯片代工技術(shù)后，拿到了眾多的訂單，其中不乏蘋果A11處理器，AMD的Vega芯片等，并宣稱7納米工藝制程以下訂單市場占有率將是“100%”，可以說供需市場的平衡被打破了。

根據(jù)臺積電的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)，每年能以一百萬片十二寸晶圓約當(dāng)片數(shù)的產(chǎn)能增長，據(jù)此估算，2018年臺積電的產(chǎn)能為1200萬到1300萬十二寸晶圓約當(dāng)片數(shù)之間。從產(chǎn)值的增長率看，2017年的增長率同比上升5.1個(gè)百分點(diǎn)，產(chǎn)能增速穩(wěn)定。

但區(qū)塊鏈行業(yè)的芯片需求卻在爆發(fā)式增長，行業(yè)巨頭嘉楠耘智和億邦國際的機(jī)器銷量每年都在增加。經(jīng)耳朵財(cái)經(jīng)Tokendata統(tǒng)計(jì)，在2017年，僅嘉楠耘智、億邦國際兩家企業(yè)就銷售出超過50萬臺機(jī)器，增長率都高于200%，這還不包括比特大陸、芯動(dòng)科技等企業(yè)的芯片需求。

綜合來看，在保證不影響其他業(yè)務(wù)的情況下，臺積電的產(chǎn)能分給區(qū)塊鏈的份額可能不足以滿足市場需求，這就會使得大量的芯片訂單溢出。

事實(shí)也是如此，面對其他企業(yè)的技術(shù)追逐，從臺積電的財(cái)務(wù)年報(bào)卻可以看出：其統(tǒng)治力在流失，成長力在下滑。

2017年財(cái)報(bào)顯示，臺積電從事半導(dǎo)體制造的積體電路制造服務(wù)業(yè)的產(chǎn)值為530億臺幣，成長率為7%，這比2016年下降了1%。

營業(yè)收入凈額雖然逐年增加，相較前幾年的高增長率，臺積電17年的增長率已經(jīng)放緩至3.11%。2018年，臺積電(TSMC)公布2018年第一季度財(cái)報(bào)顯示，凈利潤為897.85億元新臺幣(約合30.6億美元)，同比增長了2.5%，不及市場預(yù)期。

明顯看出，增速已經(jīng)放緩，略顯疲態(tài)。

根據(jù)預(yù)估，2018年全球市場會提高5%的需求。臺積電本身卻囿于技術(shù)和產(chǎn)能的限制大概率無法獨(dú)霸這塊蛋糕，這就給眾多中小型半導(dǎo)體芯片企業(yè)的崛起創(chuàng)造了條件。

近幾年，中芯國際、華為海思等中國企業(yè)發(fā)展迅速，已經(jīng)在半導(dǎo)體芯片市場開始有了一席之地。但一直以來，受制于高端芯片技術(shù)的封鎖，一直沒有找到一個(gè)突破桎梏的契機(jī)。 區(qū)塊鏈行業(yè)的泡沫逐漸回歸理性的階段，ASIC芯片在諸多大牌廠商明星產(chǎn)品面前顯得渺小的多，這就需要另尋他地，對于國內(nèi)的諸多芯片企業(yè)來說也是一個(gè)不可多得的機(jī)遇。  

從2014年到2017年，中芯國際的年?duì)I業(yè)收入從19.7億美元增長到31.01美元。從負(fù)增長到最高30.32%的增長率，中芯國際只用了兩年。但在2017年，中芯國際的營收增長率下滑至6.42%，這側(cè)面說明了中芯國際也存在成長力不足的情況。

中芯國際近期營業(yè)收入變化

步入2018年，在國家隊(duì)注資入場后，中芯國際上半年的營業(yè)收入達(dá)到17.22億美元，同比增長11.49%。預(yù)期中芯國際的下半年?duì)I收會比上半年有更強(qiáng)勁的增長，大概率今年?duì)I業(yè)收入增長率會超過2017年。

芯片產(chǎn)業(yè)是一個(gè)長研發(fā)周期，高資本投入，低回報(bào)的一個(gè)產(chǎn)業(yè)，中國耗費(fèi)了半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間來追趕，但是其核心還是高端人才的需求，海歸的高端工程師是芯片發(fā)展必不可少的存在。而區(qū)塊鏈行業(yè)的不斷增長，給芯片行業(yè)帶來了新的方向，雖然在邏輯架構(gòu)上并不復(fù)雜，但是制程處于領(lǐng)先的水平。

在ASIC芯片領(lǐng)域，中國企業(yè)用5年時(shí)間走過其他企業(yè)近15年的路。這是值得驕傲的一件事，但是這并不代表中國企業(yè)在整個(gè)芯片領(lǐng)域都已經(jīng)傲視群雄。

中興芯片事件的出現(xiàn)，更是印證了在芯片行業(yè)的研發(fā)還不夠精，不夠強(qiáng)。像高端的28nmCPU、GPU的量產(chǎn)芯片，我們只能望而卻步，在復(fù)雜芯片上，至少落后海外兩代技術(shù)。但是，依舊有著如張汝京這樣的人、嘉楠這樣的企業(yè)，傾注精力打造國產(chǎn)芯片的競爭力。

在可期的未來，依稀能看到，諸多為之而努力的企業(yè)會在眾豪強(qiáng)中搏出一條屬于中國“芯”路。