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世纪之交,微软Windows操作系统,已经在全球完成绝对垄断。但是在北京市政府的采购招标上,中标的不是Windows,而是国产的红旗Linux操作系统。这事,起了轩然大波,微软中国区总裁离职,“中国人民的老朋友”基辛格也出面干涉。
同一年,国产的个人电脑CPU方舟一号问世,发布仪式,由北京市副市长主持,工作进展多次向副总理汇报。
也是在同一时间,上海市政府找到在香港遇挫的张汝京,力邀其北上。在一望无际都是田野的张江,中芯国际打下第一根桩。
从1986年科技部的863重大专项,到2006年的“核高基”,再到“中国制造2025”,追求自主可控的高科技核心技术,中国已经坚持了几十年。
但是名噪一时的红旗Linux操作系统并没有创造奇迹,十年后,相关公司破产重组。和国产CPU一样,最终销声匿迹。微软和英特尔的Wintel联盟依旧无法撼动。当历史的窗户纸被无情捅破,中国缺“芯”少“魂”的代价是沉痛的。
航空航天,是和国产CPU、操作系统、半导体制造并重的国家重点工程。2020年,第五十五颗北斗导航卫星成功发射,至此,北斗三号全球卫星导航系统部署完成。
北斗星座图
自主可控这件事,中国有过太多悲喜。面对已经发展40多年的GPS,北斗有未来吗,还是注定会重复国产芯片和操作系统被Wintel无情浇灭的悲情?
01
缺芯少魂,确实羞愧,但老一辈的努力并非一无所获。
90年代,领导人在参观完韩国三星后,用四个字概括自己的感受:触目惊心。
刚结束的908工程并不如意,继续顶着压力上了909工程。中国表态,就是“砸锅卖铁”也要把半导体产业搞上去。
1992年,张江高科技园区成立,这是中国第一批国家级新区。张汝京要创业,先选香港。但是香港看似野心勃勃,其实利益盘结复杂。上海市政府,看中时机,力邀张汝京北上,最终在一片田野的张江,创办中芯国际。
更大的背景是中国坚定地融入世界。芯片大佬纷至沓来,Intel一度是中国最大的外资企业。外资巨头的中国分部,从销售扩展到研发,为中国培养了无数芯片人才。
都知道,芯片是中国第一大进口品,远超石油。但是事实上,中国也是世界最重要的芯片生产国之一。
在领导人感慨“触目惊心”的那一年,中国只生产全球集成电路的0.3%。而今天的产业格局,中国台湾地区生产全球22%的集成电路,韩国21%,中国大陆和日本各生产了15%,美国12%,欧洲9%。
说中国大陆不会造芯,并不准确,真正掐脖子的是——高端芯片。行业内一般把28纳米作为分界线,28纳米以上算作成熟制程,28纳米以下算作先进制程,美国围堵的火力就集中在7纳米、5纳米等高端芯片。
先进制程芯片应用于手机、电脑、GPU、数据中心,这些性能、空间、能耗都要求极高的场景。
北斗产业链的芯片,属于宇航级,最重要的就是稳定,因此多选用28纳米以上的成熟制程。
尚未攻克高端芯片,确实蒙羞,但是这条差强人意的国产芯片制造链,生产了全球15%的集成电路,还是能胜任成熟制程芯片的自主生产。
中芯国际和华虹宏力分别在2015年和2018年攻克了28纳米工艺,此后还有上海华力微、合肥长鑫。而华海清科、沈阳拓荆、盛美半导体、北方华创、中微公司等等生产28纳米生产线的设备。除了28纳米的光刻机(上市前夕),28纳米全线国产化已经不是大问题。
当然,靠着“虽败犹荣”的中国芯片制造产业链,北斗不至于胎死腹中,但是真正的挑战,恐怕也才刚刚开始。
02
2001年,落选北京市政府招标,成为了微软的一个“小麻烦”。这也是唯一的小麻烦,随后,不费吹灰之力,Windows就统一了中国电脑的屏幕。
这样的胜利,微软太熟悉。上一个被微软教做人的,正是苹果,正是乔布斯。
乔布斯作为个人电脑的发明人,意气风发,不过,随后,微软Windows+英特尔CPU芯片,创造了一种更有竞争力的生态。
苹果惨败,换帅,乔布斯和新帅不和,最终被自己创立的苹果赶出了公司。十二年后,历经坎坷的乔布斯重新回到苹果,反思商战中自己的错误。其中很重要的一条在于,供应链的混乱和低效。
年轻的乔布斯是控制狂,总想把一切都抓在自己手里。不仅软件硬件自己做,连工厂生产都要抓在自己手里。花大钱,在苹果公司对面造“未来工厂”。硅谷寸土寸金,最终,极高的生产成本,不稳定的产能,严重限制了苹果电脑的竞争力。
回归后的乔布斯,开出的药方简单直接——让中国生产苹果。
当iPhone横空出世。这台改变人类消费科技进程的产品,每一台都在中国深圳生产。尽管,当时iPhone都没有进入中国市场。
手握iPhone这把利刃,苹果重新变得所向披靡。消费电子的大战,微软和英特尔已经不是主角,而手机芯片高通、功能机大佬三星,正在竭尽全力攀上智能手机这趟快车。
为了追赶苹果,中国——这个美国之外最大的单一市场,肯定是高通不愿意错过的。
2012年,北斗信号体制公开。第二年,高通和三星就投中国所好,带来了全世界第一款支持北斗信号的手机。
其实,支持北斗在技术层面一点都不难。智能手机架构中,所有的卫星定位功能都集成在芯片中。负责这块功能的高通已经支持GPS,只要稍作改动,同时接受北斗的信号就可以了。这是一个意愿远大于技术的操作。
而这一年,高通授权收入的一半来自中国,没有理由不把大客户服务好。于是,北斗进入手机,走出顺利的第一步。
尽管iPhone对于北斗信号姿态扭捏,但是苹果在中国搭建了一条卓越的苹果供应链,结合中国本身的特点,这里已经成为全世界最适合创业手机品牌的土壤。华为、小米、OPPO、vivo破土而出,彻底改写了功能机时代诺基亚、三星和山寨机三分中国手机天下的格局。
国产手机品牌当然更是北斗信号的积极支持者,伴随iPhone在2020年把北斗信号纳入定位服务,目前中国境内支持北斗信号的手机已经占比94.5%。
回想中国追求自主可控的道路,在实验室里开发一个产品不难,方舟CPU,红旗操作系统都完成了产品。但是,想把它们装进每家每户的电脑却非常难,让大家愿意用非常难。而北斗赶上了中国消费崛起,赶上智能手机迭代,赶上国产手机品牌创业潮,已经平滑地走进每个人的生活,被十几亿人用了起来。
03
追求自主可控,中国所有惨烈的教训都可以归结为两个字——需求。
最典型的是当年红旗Linux操作系统搭配WPS组件,要挑战微软Windows和Office组合。事实上,自主操作系统开发并不难,也装进了很多用户的电脑。但是这些用户发现,由于微软不兼容,之前用word写的工作文档全打不开了。这让办公室白领们抓了狂,愤怒弃用。
恩格斯曾经说过,需求胜过十所大学。
国家意志可以自上而下,把底层技术开发出来,但是如果产品脱离了消费者的使用需求。没人用,那么就会独木难支。
吸取了前人血和泪的教训,北斗也知道,只有被用起来,才有价值。短报文技术,是北斗不同于其他卫星导航系统的技术特色,华为已经把北斗短报文求救,当做自己手机的新卖点。由于安全可控,政府部门也正在用北斗监测泥石流、山体滑坡多发的山区。
卫星系统在民用领域最大的使用场景依旧是地图导航,高德地图成为北斗系统这一高精尖科技在民用领域内,最为典型的应用之一。
北斗也知道,自主可控这件事,仅仅靠自上而下推广是不行的。还要自己的产品能解决具体问题,提供市场需要的价值。
北斗的思路是把亚太地区的信号做好,做得足够好。为此,北斗卫星主要集中在亚太地区上空,而且在中国境内建设充足的参考站,修正信息,不断提高中国境内卫星定位精度。
北斗的发展,已经把中国境内的定位精度,从5-10米的道路级,进化到1米以内的车道级。高德地图,利用北斗的这一特性,在中国提供车道级导航。在车道级导航场景下,如果手机内置支持的北斗差分定位芯片,就能清晰看到城市内道路和周边环境信息,包括所在车道数、红绿灯等,在导航中,通过动态箭头和车道引导,给用户更细致的指引。目前这个功能已经在广州、深圳、天津、成都、重庆、杭州、苏州、东莞上线,正逐步向全国拓展。
车道级导航
在北斗高精度的支持下,高德地图研发“黑科技”红绿灯倒计时。导航中,在部分路口等红灯时,可看到高德地图APP上显示的红灯倒计时,以及拥堵时需要等待的轮数。当红灯计时还剩5秒左右时,高德地图也会通过语音方式提醒用户,做好车辆启动的准备。
当我们去总结,很多追求自主可控的国家大项目最终市场效果不理想,一个很重要的原因在于——过分强调规划。自上而下地推,脱离了市场需求。北斗恰恰就是站在这些教训上的反例。
高德地图的车道级导航、红绿灯倒计时,都不是自上而下的规划。北斗只是想一个大方向——把亚太地区的信号做好,做到极致。然后,这个高精度的信号交给市场,让下游去自由创新。
高德地图也不是因为受到指令,所以必须做某个功能。而是作为市场主体,市场上有了新基础设施,就围绕北斗的精度,做一些功能去试错和迭代。让用户“用脚投票”,砍掉不成功的,留下口碑好、用户多的功能。
04
和前人比,北斗是一场很特殊的战役。
北斗并不挑战GPS,而是一种补充。初衷是在最极端的情况下(比如中国被屏蔽了GPS信号),中国依旧有自己的卫星导航系统,而不会成为现代社会的“盲人”。目前全球所有定位信号都来自GNSS(全球导航卫星系统),包括美国的GPS,俄罗斯的GLONASS、欧盟的GALILEO,以及中国的北斗。
所以,即使美国军方也承认,北斗的出现,只会让GNSS的数据更丰富,所有卫星系统的数据互相比对,最终所有地球终端的定位都更精准,大家都受益了。
北斗铺开,是一张恢弘的商业科技画卷。画卷上能看到羞愧但始终忍辱前行的中国芯片制造能力,承建北斗产业链。能看到奋进的中国手机品牌,第一时间支持北斗信号。能看到月活用户6.7亿的高德地图,围绕新技术研发以前从未见过的新功能。
这幅画卷远还将蔓延下去。中国汽车积贫积弱三十年,但凭借新能源的机会正在改头换面。曾经中国汽车出口常年卡在100万辆上不去,但2021年一跃到300万辆。今年上半年,超过德国成为世界第二大汽车出口国,和常年第一的日本已经相差无几。汽车业的革新,第一步是电动化,第二步就是自动化。北斗、地图、汽车,将在中国商业里继续融合、探索、革新。
这再次让我想起90年代国产芯片和操作系统的往事。梁宁在回忆的文章里提到,国产CPU出来后,团队对着中国电子产业百强企业名单一家家去谈,见的都是总工程师这个级别。
但是反馈令人心灰意冷。原来,仅仅有国产CPU,自主SOC能力,都还不够。连中国电子产业百强都没有能力基于一块CPU开发产品原型,都是英特尔帮忙做好做好公板,中国企业再基于公板继续开发。
无论处于家国情怀,或者处于商业考量,当年中国电子行业也想扶持一个Wintel之外的生态,让自己多一种选择,多一份筹码。说到底,不是那一代人没眼光,而是当时的能力弱。程序员、工程师数量少,企业规模小,商业化经验匮乏,因此支撑不起勇敢的梦想。
北斗有和前人不一样的命运,很大一个原因是中国已经建立起一个多元、丰富、强大的商业环境。追求自主可控,中国见证太多悲喜。北斗的经验告诉后人,尊重市场规律,关注用户需求,一个健康自强的中国商业生态,还会有更多北斗这样的惊喜。
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