富士德中国有限公司首席执行官李家伦

世界经济从过去几十年的全球化高增长、低通胀的黄金时代,进入全球科技创新、经济制度、商业和社会模式大转型、大变化的后全球化时代。美国为了阻止中国产业升级之路,在多项技术领域对华“卡脖子”,试图通过管制封锁中国尖端技术发展,希望令中国经济自己出问题。美国并且要求外企、包括生产美国产品的中国企业搬出中国,倡导全球二个供应链,削弱中国对全球经济的影响力。2年多的疫情令全球经济低迷,加上乌克兰战争,一伤再伤,最终也令中国消费市场在2022年面临着下降趋势,预计整个2023年也不一定可以复苏。

从第一代工业革命到现在第四代工业革命的开端,我们可以看见中国这百年的追赶——高速火车、电动车、电子产品、采用先进半导体制造技术令到中国经济富强,美国忍不住开始在半导体领域“掐脖子”,希望中国在搜寻代替方案时做错误的决定,自己乱。

• 第一次工业革命(1765)——•英国人发明火车

• 第二次工业革命(1870)——电力和电灯

• 第三次工业革命(1969)——电脑

• 第四次工业革命(2015)——5G/6G, 物联网(IOT),人工智能(AI), 大数据(BIG DATA), 3D 打印等等(见图1)。

图1 第四次工业革命

通讯

通讯行业, 好不容易中国可以在5G脱颖而出,掌握了一半以上的专利。但又被美国封锁,要求所有西方国家不用华为5G,拖慢华为和中国在5G方面的发展。美国还试图贬低5G技术为一个过渡技术,利用6G技术概念混淆市场。而6G是5G基础设施建设成本的10倍。不管6G是否是美国用来拖延中国发展5G的伎俩,中国截至2023年3月,累计建成5G基站超过264万个。对中国而言,5G发展为6G是自然而然的,预计6G将在2030年推进到大规模商用阶段。所以SMT制造通讯大板的需求会继续。

在西方世界,只有少数西方国家真正有实力建设5G。真能在现阶段投资6G建设的有哪几个国家?由于6G概念,大多数西方国家都在抑制投资,令中国5G发展不能顺利进行,其间,美国在建设卫星通讯网络,其不需要大量基站投资,不需要其他国家许可和接受,同时卫星通讯需要放置大量低轨道卫星,当前美国和中国已将太空占领,其他国家无法利用先进通讯技术,只能求助于美国和今天的中国了。

5G,6G或卫星通讯是新一代信息技术的基础,在此基础上才可以促进智能汽车,智能工厂,智能家居,智能城市的发展,中国一定会稳如磐石,一步步实现万物智能的蓝图。

汽车

在汽车工业方面,西方经历100多年的研发和制造,把汽车引擎和传动系统专利牢牢掌握,中国只能在EV新赛道与之竞争。今天中国在EV的专利比西方多,但西方有Tesla还有韩国现代。特斯拉Model Y在电动汽车市场排名第一。中国市场是他们增长的主要驱动力。 2022年韩国现代第3次获得世界汽车大奖,现代IONIQ获得 “2022世界年度电动汽车” 大奖。在2022年,IONIQ销售超过6百万台。比亚迪电动车2023年销售目标,从3百万台增长到6百万台。从整个电动车市场看,韩国在国内仅仅卖了1百万台,韩国的汽车工业依赖于海外市场。中国电动车总出口量3百多万台,但包括Tesla, VW等,规模还是很小,但增长空间很大,因为中国汽油车1年销量达到2千6百万台。

    当前中国汽车保有量是3 亿台,如果自动驾驶推动汽车行业更新3亿台,平均每台售价20万的话,市场规模就值6 0万亿。中国一年的GDP 是110万亿左右。可见汽车行业是多么重要。电池占电动车成本的50%,如果汽车电子占10%,那市场规模也有6万亿,不能忽视。

虽然汽车电子不可以和手机比量,因为今天EV的自动驾驶电子化程度非常高(见图2,3)。除了车上的仪表盘\引擎控制\信息娱乐,还有BMS(电池控制系统)\OBC(车载充电机)\DC/C转换器和逆变器等等。中国和国外在EV上是在同一起跑线上竞争。

图2 电动汽车-动力系统

图3 电动汽车-汽车电子

目前市场87%的芯片需求都可以通过成熟工艺来满足,剩余13%才是高端芯片的主场。在智能汽车,物联网等终端行业,对芯片尺寸有足够的包容度。

手机

中国手机市场从去年至今,最高跌幅高达40%以上。原因多方面,除了消费市场弱,还包括5G未能启用加强手机功能,同时受制于高端芯片被美国出口管制,买不到14纳米以下芯片就不能和国外手机在同等技术水平竞争。美国不但在手机芯片制造上“掐脖子”,并且包括所有高端芯片,令中国半导体行业的增长受阻。

半导体

当下中国只能自主制造14纳米芯片,和台积电(TSMC) 5纳米甚至2-3纳米差2~3代(10-15年),短期不能解决只能在后道封装补救,缩短技术差距。

这就是为什么我们开始看到SiP封装的流行。SiP包括1个或多个芯片加上其他元器件封装组成,来代替高端芯片提供类似功能。至于System of Chip (SOC),我们就看到为什么2.5D 和3D IC堆叠封装越来越普及的原因。最近又流行Chiplet——一种将多种芯片在一个封装内组装起来的系统芯片解决方案,这些新封装、架构等帮助中国绕过技术壁垒,应对产品对半导体的需求,同时这些新制程性价比也比较好,短期内这类封装可以应对市场需求。但在智能手机,数据中心等领域,美国芯片可以做到5纳米,中国只有14纳米,会有明显的差距,最终中国一定要自主14纳米以下芯片

半导体方面除了先进芯片制造受美国制裁之外,还有半导体材料,中国也缺乏研究, 半导体材料也是半导体产业链的短板,例如,第三代半导体材料——如:SiC,GaN,不但可以应用在汽车安全领域,还包括能源安全和国防安全(见图4)。

图4 第三代半导体材料

短期PC和消费性电子会继续不景气,预计车用电子IC会持续成为2023年及往后的重要成长驱动力,因为“掐脖子”和障碍小了,同时先进SMT设备可能可用上更多新封装制程。

人工智能

中国手机市场整体下跌40%,汽车行业停滞不前,许多行业重新洗牌。在一片负面情绪的气氛中竟然冒出CHATGPT,打破大家对AI的认知和期望。

第一代人工智能是阿尔法狗(Alpha Go),在2016年围棋比赛中战胜了全世界最优秀的36个选手。2020年出现CHATGPT的GPT-3标志着人工智能进入第二代, 1750亿个数据节点——人只有860亿个神经细胞,GPT-3可以理解自然语法,聊天水平超过30%的人,美国90%的大学生现在使用Chat GPT来解决学习上遇到的任何困扰,不需要去找老师请教。今年GPT-4又出来了,自己编程来升级自己的程序,第一次参加美国SAT考试,成绩超过90%的考生,然后参加美国律师考试超过90%的考生,绝对可以拿到美国的律师证书。参加奥林匹克化学比赛,超过99%的考生,学习速度是人的1,000倍。

怎么做到的?四强联手——Nvidia英伟达的GPU算力(不是CPU,40000个CPU做的事情500个GPU系统可以做到)(见图5),由台积电制造5 纳米芯片的GPU (甚至到3 纳米),Open AI 大数据的算法创作出ChatGPT。Google 也放弃他们现在的AI发展,也用起GPU和GPT的AI理念。不知道今后元宇宙发展会不会因为硬件系统改变而起飞。

图5 人工智能技术框架

中国和西方本来在AI领域是不分上下,但一加上硬件,英伟达(Nvidia)GPU的算力和GPT自然生成的算法,是否会把我国在AI发展进度抛在身后?因为中国在5-10年内不能生产5纳米或以下芯片(见图6)。

图6 CPU GPU NPU

GPT-3模型参数就达到1750亿,到GPT-4 100万亿,是GPT-3的500倍。今年还会推出GPT-5。

“预计2030年AI运算能力将增长500倍”——孟晚舟任华为董事长之后首发声。

大家在谈的是ChatGPT聊天,用作为智能助手及智能客服,但是我们可以引伸去设计衣服,设计邮轮(4万多个部件)、飞机、大炮(问题?),或者简单点说,在大家生活上可用上不同功能的GPT,例如Agent GPT, Baby GPT,Auto GPT和之后越来越多辅助、甚至增强的设施设备可给人类利用。

机械和电气时代的进化是一条线性的进化,在AI GPT世界,每一次的进化是建立在比上次更好的大脑之上,再进化是指数级——10的16次方的指数,也就意味着下一个小时你面对的是两个不同的东西了。(警惕AI来电诈骗,今后只需要和您说话3秒就能克隆您的声音。)

CHATGPT 3需要用到30,000片英伟达(Nvidia) GPU,之前1片GPU价值在USD10K左右,最近炒到USD30-40K,那么最小投资3亿-10亿美金。GPT的发展会带来很多商机,不单是软件,还可以在工厂生产、产品设计、甚至延伸到第三产业。现在有公司在用GPT,一天收费就要4万美金。

总结

谈到算力,我想补充一下就是当年全球约70%的比特币算力集中在中国,全球比特币挖矿所耗用的电力在121到130太瓦时(1太瓦时=10亿千瓦时,相当于一个欧洲中等国家的年耗电量),这就是为什么比特币挖矿在中国,水和电供应不是问题。

生产芯片(如台积电)需要消耗很能源和多水,存储大数据的数据中心、云端等也一样,当我们考虑先进科技和制造时,能源发展也很重要。制造芯片芯片算力、大数据处理都需要能源和干净的水。所以我认为中国在再生能源、电池存储等板块也会一起走高。

回顾人类通过工业革命把人的体力放大百倍、千倍的同时消耗大量天然能源。第四次工业革命更把人的脑力放大许多倍,也同时要消耗大量能源,所以我总结今后SMT和半导体的发展离不开能源和AI。天然能源或再生能源都极其重要,智能家,智能工厂,智能城市就是AI + 能源。

新科技所带来的是生产工具的变革,从而能将生产效率指数级提升。而每次生产工具的变革都会带来一波巨头的倒下,比如智能手机时代倒下的诺基亚,移动互联网时代倒下的雅虎,新浪,搜狐,电商时代倒下的传统商场等。

不知道此次的科技变革会影响多少公司,但长远看AI是会带给人类更多好处。

2023年是人工智能爆发式增长的元年,在未来取代你的不是AI,而是是会用AI的人。