“联合研发”是不是自研?

小米的技术是否自研暂且不论,图上的小米汽车产业链肯定是炒股软件自研的。

听起来像苹果的研发成果,但根据苹果和台积电的专利和论文,UltraFusion其实源自台积电的CoWoS。

在这方面,三星提供了一个反面教材:三星在手机处理器的布局非常早,2007年的第一代iPhone就搭载了三星S5L8900芯片,苹果的第一代自研处理器A4也多少“借鉴”了三星的Exynos。

备受瞩目的小米汽车技术发布会结束,“联合研发”又成了社交媒体上的热词,有关讨论又被炒股软件的两张“小米汽车产业链”图表带上了高潮,搞得小米第一时间站出来辟谣,表示至少50%的内容完全错误。

小米的技术是否自研暂且不论,图上的小米汽车产业链肯定是炒股软件自研的。不过小米耕耘制造业多年,不了解炒股圈的玩法,“深感不解”也在意料之中。

近年来,“自研”逐渐从一个产业界术语变成了一个营销概念,期间衍生出了“全栈自研”“全域自研”、“纯自研”“深度自研”等多条分支,通货膨胀程度直逼炒股圈的“价值投资”。只要补了张“自研”的站票,说话的底气都硬了几分。

把小米送上风口浪尖的词是“联合研发”,比如小米称自研的V8s电机,就逼得汇川技术专门发了个公告回应。更早前小米14搭载的小米自研“龙晶玻璃”,也引发过类似争议。

罗永浩老师的“大家都是方案整合商”言犹在耳,跟供应商一起“联合研发”,到底是不是自研?

有本事你拿货出来卖

先放结论,说“联合研发”是“自研”,没什么问题。

全世界最擅长联合研发的公司是苹果。2022年3月,苹果推出M1 Ultra芯片,这块芯片最大的亮点在于,它是两块M1 Max芯片“缝合”起来的。在新闻通稿里,苹果专门用了一小节讲解名为“UltraFusion”的缝合技术。

听起来像苹果的研发成果,但根据苹果和台积电的专利和论文,UltraFusion其实源自台积电的CoWoS Chiplet封装方案。

在研发过程中,苹果会根据台积电的技术架构调整芯片设计,台积电也会依照苹果理想的参数指标改进技术方案,这就是所谓“联合研发”。

从CNC一体成型、FPC软板,到UltraFusion和Vision Pro的micro-OLED屏幕,苹果与供应商的“联合研发”从未停止。在这个过程中,苹果积累了大量设计与工艺方面的专利,很难说它不是“自研”。

为什么苹果不到处嚷嚷“自研”?因为在专利到量产的整个过程中,自研只是其中一个环节,甚至不是最重要的环节。

很长时间里,舆论对“高科技”的认知集中在科研成果的获取和尖端环节的攻克。但电子产业既是科技山巅的冒险,也是成本管控的艺术。

“自研”出产品或零部件的原型只是第一步,接下来还有两座大山:能不能量产?良率有多高?

雷军在《小米创业思考》里写过一个很经典的例子:2016年的小米MIX采用了一种特殊陶瓷,需要1500℃的高温烧制。一旦试产时温度控制出现误差,5000片陶瓷会一次性报废。

如果只做一块陶瓷后盖,搞不好小米的工程师就能搓出来。但做成百上千万块陶瓷后盖,还要控制生产成本,这才是真正复杂的地方。这个过程中,材料配比怎么调整,产线和工艺怎么优化,需要小米和供应商一起反复试错。

苹果的AirPods在一枚不到5克重的耳机里塞下十多颗芯片和传感器,但相比苹果“自研”的设计方案,怎么把它们组装起来才是真正的难题。最初的ODM厂商英业达就饱受良率之困,立讯精密则凭借近100%的良率成功上位。

前不久引发争议的小米“龙骨转轴”,也是类似的道理。小米的三级连杆方案固然有开创性,但真正的含金量在于小米和供应商经过长期的试产和试错,让这种精密度极高的零部件实现了大规模标准化的生产。

在这个过程中,小米和供应商都积累了大量生产环节的专利,说“联合研发”可以,说“自研”也没毛病。

真要论抄袭,搞不好所有的折叠屏方案都抄袭了衣柜柜门的转轴:

因此,小米自研V8s电机也没什么好惊讶的。但在实验室里做出原型产品只是第一步,能不能大规模量产,良率能爬坡到什么程度,能不能通过工艺改进降低成本,才是真正的难题。套用雷总的话说,“有本事你拿货出来卖啊”。

舆论视角下的“自研”往往强调产品原型与设计方案的独创性,但在产业链语境里,从研发到生产,需要攻克的难关不计其数。

另一方面,“自研”只是手段而非目的。目的是什么?当然是赚钱了。

技术不是拿来欣赏的

科技公司成百上千亿的研发开支砸下去,目的不是把专利证书陈列在展览柜里欣赏,而是通过自研技术提高产品竞争力,换取市场份额和利润的提升,反哺研发环节,形成正向循环。

就像奢侈品利用稀缺性创造溢价一样,“自研”独创性的技术方案也只是提高产品附加值的手段之一。

海思的可贵之处不仅仅是“自研”,而是芯片性能足够优秀,以至于对苹果的市场地位形成了巨大的威胁。

在这方面,三星提供了一个反面教材:三星在手机处理器的布局非常早,2007年的第一代iPhone就搭载了三星S5L8900芯片,苹果的第一代自研处理器A4也多少“借鉴”了三星的Exynos 3110。

但Exynos处理器此后的发展却一言难尽,不仅被高通反超,还被曾经的学生苹果远远甩在后面。

在Galaxy S22系列中,三星用骁龙8 Gen1和Exynos 2200芯片混搭。按照三星的预期,Exynos2200版本的销量占比会达到40%-60%,但由于性能堪忧,实际占比不足25%[2]

更尴尬的是,相比安排给大客户高通的4LPX(基于5nm)产线,Exynos 2200用了晶体管密度更高的4LPE产线,但性能表现反而不如骁龙888和骁龙8Gen1[2]。从Galaxy S23开始,三星的旗舰机全都采用了高通的处理器。

Exynos处理器由三星设计生产一手抓,可谓血统纯正的自研,但并没有转化为产品竞争力。如果只是想要实现“自研”,国内所有手机品牌都有这个能力,但将毫无竞争力的产品推向市场,只会浪费芯片工程师的汗水和青春。

“自研”的另一面是技术与成本的巧妙平衡,“不惜一切代价”听起来回肠荡气,但在商业上往往是危险的。

在这方面,三星扮演了一个正面角色:

2005年,日本学者汤之上隆做客存储芯片公司尔必达,发现尔必达可以把512M DRAM颗粒的良率做到惊人的98%,而三星只有83%,这也成为了各路分析师看好尔必达的重要原因。

但事实并非如此,芯片制造环节,把良率从60%提高到80%相对比较容易,如果要进一步提高到90%以上,成本很可能会增加好几倍。

为了达到98%的良率,尔必达的产线的吞吐量(晶圆的处理效率)只有三星的1/2,那么生产单位数量的芯片,尔必达的成本就是三星的两倍。

最终,技术水平强无敌的尔必达利润率只有3%,而三星电子则高达30%。2008年金融危机过境,三星凭借反周期投资坐上存储芯片龙头,尔必达破产清算,被美光打包带走。

汤之上隆在书中总结[3]即使利用世界顶尖的精密加工技术实现了100%的良率,只要单个DRAM的成本增加,这种努力也毫无意义。

同样的道理,只要加上“不计成本”这个条件,大部分芯片设计公司都能“自研”出性能不俗的处理器,但没人买单的“自研”无异于一种资源浪费。把钻石的光辉锁进密不透风的保险柜,它和废铁又有什么区别呢?

兴建一条3nm产线的成本约为150-200亿美元,芯片的设计费用高达5-15亿美元,采用3nm制程的A17 Pro芯片,经由数以亿计的iPhone均摊,每一颗芯片的成本“只有”130美元。这个过程里既有物理学边缘的试探和挑衅,也有枯燥的劳动和过量的汗水,岂是“自研”两个字足以轻飘飘地概括。

我们需要什么样的自研?

“自研”一词的迅速普及离不开近年来大国间的科技竞赛,如火如荼的AIGC浪潮又加剧了这种技术焦虑,这种焦虑很容易让人忽视产业运转的客观规律。

台积电的一骑绝尘离不开ASML的光刻机,但在光刻机之外,芯片生产还需要泛林和应用材料的刻蚀设备,科磊的测试设备,巴斯夫和富士的化学材料,空气化工和中央玻璃的特殊气体。数百道制程工序里,参与的供应商就将近400家。

这就完了吗?ASML的光刻机,最核心的光源来自美国公司Cymer,镜头由德国公司卡尔蔡司供应,一台光刻机90%零件供应分散在全球的数十家公司。

2007年,《南方周末》采访了履新科技部部长、中国新能源车的灵魂人物万钢。谈及产业分工时,万钢说了这么一段话[4]

民族主义情绪是一把双刃剑,有时候它可能是一种动力,有时候它会造成巨大的破坏,变成唯我独尊。比如说,不管是什么,都自己做,从一个螺丝,一块线板,一直做到天上飞的大飞机,这个飞机里边每一根电线都是我的,那就不大好了,很容易出问题。

无论是汽车、手机还是半导体,其产业链的复杂与细分程度往往难以想象。

最接近“纯自研”的手机品牌是三星,三星可以自行设计和生产处理器、面板、存储芯片、内存芯片、图像传感器等所有核心零部件,加起来超过零部件总成本的70%。但在设备、材料和软件等环节,三星依然依赖海外供应链。

对一个产业而言,核心竞争力在于能否掌控产业链附加值最高的环节。

苹果没有一间工厂,但掌控者数百家供应商的命运。美国“产业空心化”的讨论不绝于耳,但美国公司一直代表着软件为核心的计算机科学产业的发展,不仅从未“外流”到其他经济体,反而优势越来越大。

在光伏、动力电池这类中国优势产业里,中国公司的优势同样在于卡住产业链最核心的环节。化学材料是日本人的传统优势项目,但在整个产业链上,掌握话语权的往往是宁德时代和比亚迪这样的大甲方。

良率爬坡、库存管理、产能扩张等环节的无数积累,让锂电池的成本大幅下降,创造了新能源车的繁荣。

另一方面,高科技的价值不是造得出来,而是卖得出去。自研的目的是将附加值留在国内的产业链。

日产的电池部门AESC卖给了中国风电巨头远景,结果日产的电动车型姗姗来迟时,电池供应商是中国公司欣旺达;本田和大众的新能源车电芯同样来自宁德时代,丰田的bZ3里装着比亚迪的电池。

动力电池占整车成本高达40%,大众和丰田都不是中国品牌,但只要使用中国的动力电池,那就意味着40%的成本,以及背后的营收和就业留在了中国。

小米14的面板采用了TCL华星的方案,图像传感器来自国内的OmniVision(被中国公司收购),这是一部手机成本最高的三个零部件(面板、SoC、镜头模组)之二。采用国内的供应链,也就意味着这些零部件的附加值留在了中国。它是自研还是联合研发,还有那么重要吗?

所以,“自研”只是一个没有任何感情色彩,用来描述产品和技术方案独创性的普通词语。在强者手中,它是高冷的自谦,在弱者嘴里,就成了遮羞布和保护伞。

参考资料

[1] Apple M1 Ultra的UltraFusion架构深入解读,陈巍

[2] Samsung Electronics Cultural Issues Are Causing Disasters In Samsung Foundry, LSI, And Even DRAM Memory,Semianalysis

[3] 失去的制造业,汤之上隆

[4] 专访万钢:从党外人士到科技部长,南方周末

本文来自微信公众号:远川科技评论 (ID:kechuangych),作者:李墨天,编辑:陈彬,视觉设计:疏睿

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