圖1 晶片上的個個芯片（圖片來自Infineon）
汽車， 作為國家重要的、大規模工業產品， 應用了集成電路芯片， 比如SOC（System on chip），它由多核CPU和GPU組成，用于數字化的組合儀表，車載多媒體和導航系統，自動駕駛路徑計算，或者特定用途的集成電路芯片ASIC （Applicationspecified integrated circuit）， 用于電子控制模塊的信號處理，算法運行和控制執行部件， 比如自動泊車、啟動安全氣囊、自動駕駛的雷達信號分析等。新型芯片，甚至集成了神經元網絡（neuronal network）、深度學習（deep learning）等AI（artificial intelligence）功能的智能化芯片，也即將在汽車中得到應用。 當2021年汽車的EE架構從CAN網絡變成Ethernet網絡，數十個電子控制模塊由多個大型車載服務器替代時，汽車就是一個可移動的服務器、或超級計算機機房了。
還有汽車的生產線，無論是沖壓、焊裝、涂裝，還是總裝線，都有相應的沖壓機床、焊接機器人、噴涂自動機或機器人、無人物料配送車、檢測站的傳感器、生產控制的服務器、RFID掃碼機，這一切，都離不開芯片。如果說“中國制造2025”的愿景，沒有了芯片，這一切都是海市蜃樓。
當我驚聞中國的高科技標桿企業之一中興通訊被美國禁止供給核心芯片時，令我痛心疾首。在這里給大家分享我的經歷和想法：
2004年夏天， 我還在德國戴姆勒集團商務車技術中心，負責整車企劃和成本工程，轎車部門的一個同事發了一個會議邀請，會議內容是：ST Microelectronics （歐洲最大的芯片公司）到戴姆勒集團來介紹ST Microelectronics的未來主要芯片研發方向和產品線路徑圖（Product Roadmap）。我和同事們很有興趣地聽了ST公司的介紹，從那時起，我才知道，戴姆勒集團有一個部門，叫“Critical Parts Management（CPM）”（核心零部件管理），主要管理的是芯片，它的發展方向、創新產品，尤其是芯片供應鏈的保障，與全球主要的芯片制造商，都有這樣的交流，形成良好的合作關系。漸漸地，我接觸了歐美主要的芯片制造商： Infineon，Freescale和Philips（NXP），Renesas， Microchip， Elmos等，參觀了許多Fab（芯片工廠），了解了芯片設計、制造的主要過程。
一次在慕尼黑國際電子展，遇到了寶馬汽車同行，得知他們也有了CPM部門。德國主流汽車主機廠，雖然不生產芯片，但是已深刻意識到，芯片是汽車產品的核心零部件，芯片供應鏈的保障十分重要。日本福島地震后，有多少系統供應商派直升機空運芯片，只為防止主機廠總裝線停產；有多少芯片貿易商，在這個時候，忙得不亦樂乎。甚至有些主機廠， 大量采購核心芯片，作為戰略儲備。
芯片是戰略物質，如同石油一樣。芯片制造業，是戰略行業，需要有戰略路徑。
圖2 芯片制造設備和工藝流程示意圖
芯片及其制造業的戰略路徑
1．戰略企劃
芯片是戰略物質，芯片制造是戰略行業，那么，對芯片產品和制造就需要一個戰略企劃。企劃需要一個10至15年的周期，每5年應該有一個戰略企劃的更新和完善過程。
戰略企劃需要對產品、制造設備及工藝有一個遠瞻的藍圖： 1）產品路徑；2）制造設備及工藝路徑。在10至15年的周期里，規劃出不同時間階段產品、制造設備及工藝，針對這些產品、制造設備及工藝制定相關的實施項目和舉措。
2．芯片設計
包含電路設計（用HardwareDeion Languages（HDL））、電路仿真、測試、驗證。中國有許多熟練、有經驗的設計人員，希望芯片企業提倡工程師創新文化， 而不是CEO個人文化。芯片是工程師們設計并驗證出來，不是CEO設計出來的。要尊重工程師、崇尚技術和創新，給予他們高的待遇和好的社會認可度。不要無限放大管理者的作用，這樣，才能有好的設計、有創新，才能留住芯片設計人才。
3．芯片制造設備和工藝
芯片的制造設備和工藝是中國的痛點。兩周前，和一個老同學（MIT博士）相約小聚，談起芯片設備行業。老同學是一家大型芯片制造設備企業的CEO，當我問起他，中國芯片設備行業時，他告訴我，“我們還遠遠落后， 許多設備需要進口，芯片制造工藝更是讓人揪心”。這讓我想起汽車行業，有多少設備、機床、機器人還要進口，制造工藝更是差了一大截，比如激光焊接，每當我問起ME（Manufacturing Engineering，制造工藝）的工程師時，回答總是說，“早就會了，7年前就會了”，但是當我問道，“為什么車身側圍和頂棚的焊接還是點焊而非激光焊接時”，回答是“哦，這個不會，因為車身精度不夠”。但在歐美汽車業這種工藝早已普及，德國大眾最普通的桑塔納，都是用激光來焊接側圍和頂棚！
中國企業重視設計，藐視制造工藝。如果我說，當我在德國戴姆勒集團和同事們一起為了開發一個金屬加工工藝“硬車（Hard Turning）”用了3年的時間來做 （包含嘗試不同的車刀具幾何尺寸，刀具涂層，切削參數，SPC（Statistical Process Control），結果驗證），有多少人有這種耐心和執著？芯片制造工藝的開發更需要一個工程師文化的企業， 而不是一人（CEO）救公司，一個人是開發不了芯片制造工藝的。許多媒體熱衷于報道某某董事長或者CEO的行蹤，各類的風口、炒房，掙快錢，人人都很浮躁，卻忘記了高科技和實業發展才是國家戰略核心， 多報道一點普通工程師們的成果、他們的創新專利、他們的故事，這才是社會給予他們應有的尊重。
4．國產化率
芯片產業需要規模化，需要市場，而不只是一些樣件（samples）。如果芯片的用戶，總還是用Intel、Qualcomm、Infineon、Samsung等的芯片，中國自己的芯片企業如何生存？這里提一個建議，要求在中國銷售的電腦、手機、汽車等產品的企業，強制在主要芯片上使用一定百分比的中國芯片（中國芯片的定義就是在中國設計并制造的芯片），比如45％以上， 如同合資汽車企業一樣，定義核心零部件和其國產化率。現在中國芯片的國產化率在15％以下，而且都是一些中低端芯片，中高端芯片多是進口的。
圖3華為麒麟970 SOC（System on chip）用于華為 Mate 9 智能手機
總結
芯片制造行業是戰略行業，芯片是戰略物質。它如同石油和國家安全一樣，需要政府用戰略的眼光來看待，需要戰略儲備和戰略企劃。芯片企業需要工程師文化，留住人才，讓他們發揮出創造力、具備十分的敬業精神，媒體要起正面導向，借用這次中興通訊一打就趴的事件，警醒中國一定要自主研發和制造芯片，將命運牢牢把握在自己手中。中國芯片企業要可持續發展，在這段過渡期需要中國政府的大力支持（國產化率），因為芯片是實現“中國制造2025”的關鍵。