世紀之交,微軟Windows操作系統,已經在全球完成絕對壟斷。但是在北京市政府的采購招標上,中標的不是Windows,而是國產的紅旗Linux操作系統。這事,起了軒然大波,微軟中國區總裁離職,“中國人民的老朋友”基辛格也出面干涉。
同一年,國產的個人電腦CPU方舟一號問世,發布儀式,由北京市副市長主持,工作進展多次向副總理匯報。
也是在同一時間,上海市政府找到在香港遇挫的張汝京,力邀其北上。在一望無際都是田野的張江,中芯國際打下第一根樁。
從1986年科技部的863重大專項,到2006年的“核高基”,再到“中國制造2025”,追求自主可控的高科技核心技術,中國已經堅持了幾十年。
但是名噪一時的紅旗Linux操作系統并沒有創造奇跡,十年后,相關公司破產重組。和國產CPU一樣,最終銷聲匿跡。微軟和英特爾的Wintel聯盟依舊無法撼動。當歷史的窗戶紙被無情捅破,中國缺“芯”少“魂”的代價是沉痛的。
航空航天,是和國產CPU、操作系統、半導體制造并重的國家重點工程。2020年,第五十五顆北斗導航衛星成功發射,至此,北斗三號全球衛星導航系統部署完成。
北斗星座圖
自主可控這件事,中國有過太多悲喜。面對已經發展40多年的GPS,北斗有未來嗎,還是注定會重復國產芯片和操作系統被Wintel無情澆滅的悲情?
01
缺芯少魂,確實羞愧,但老一輩的努力并非一無所獲。
90年代,領導人在參觀完韓國三星后,用四個字概括自己的感受:觸目驚心。
剛結束的908工程并不如意,繼續頂著壓力上了909工程。中國表態,就是“砸鍋賣鐵”也要把半導體產業搞上去。
1992年,張江高科技園區成立,這是中國第一批國家級新區。張汝京要創業,先選香港。但是香港看似野心勃勃,其實利益盤結復雜。上海市政府,看中時機,力邀張汝京北上,最終在一片田野的張江,創辦中芯國際。
更大的背景是中國堅定地融入世界。芯片大佬紛至沓來,Intel一度是中國最大的外資企業。外資巨頭的中國分部,從銷售擴展到研發,為中國培養了無數芯片人才。
都知道,芯片是中國第一大進口品,遠超石油。但是事實上,中國也是世界最重要的芯片生產國之一。
在領導人感慨“觸目驚心”的那一年,中國只生產全球集成電路的0.3%。而今天的產業格局,中國臺灣地區生產全球22%的集成電路,韓國21%,中國大陸和日本各生產了15%,美國12%,歐洲9%。
說中國大陸不會造芯,并不準確,真正掐脖子的是——高端芯片。行業內一般把28納米作為分界線,28納米以上算作成熟制程,28納米以下算作先進制程,美國圍堵的火力就集中在7納米、5納米等高端芯片。
先進制程芯片應用于手機、電腦、GPU、數據中心,這些性能、空間、能耗都要求極高的場景。
北斗產業鏈的芯片,屬于宇航級,最重要的就是穩定,因此多選用28納米以上的成熟制程。
尚未攻克高端芯片,確實蒙羞,但是這條差強人意的國產芯片制造鏈,生產了全球15%的集成電路,還是能勝任成熟制程芯片的自主生產。
中芯國際和華虹宏力分別在2015年和2018年攻克了28納米工藝,此后還有上海華力微、合肥長鑫。而華海清科、沈陽拓荊、盛美半導體、北方華創、中微公司等等生產28納米生產線的設備。除了28納米的光刻機(上市前夕),28納米全線國產化已經不是大問題。
當然,靠著“雖敗猶榮”的中國芯片制造產業鏈,北斗不至于胎死腹中,但是真正的挑戰,恐怕也才剛剛開始。
02
2001年,落選北京市政府招標,成為了微軟的一個“小麻煩”。這也是唯一的小麻煩,隨后,不費吹灰之力,Windows就統一了中國電腦的屏幕。
這樣的勝利,微軟太熟悉。上一個被微軟教做人的,正是蘋果,正是喬布斯。
喬布斯作為個人電腦的發明人,意氣風發,不過,隨后,微軟Windows+英特爾CPU芯片,創造了一種更有競爭力的生態。
蘋果慘敗,換帥,喬布斯和新帥不和,最終被自己創立的蘋果趕出了公司。十二年后,歷經坎坷的喬布斯重新回到蘋果,反思商戰中自己的錯誤。其中很重要的一條在于,供應鏈的混亂和低效。
年輕的喬布斯是控制狂,總想把一切都抓在自己手里。不僅軟件硬件自己做,連工廠生產都要抓在自己手里?;ù箦X,在蘋果公司對面造“未來工廠”。硅谷寸土寸金,最終,極高的生產成本,不穩定的產能,嚴重限制了蘋果電腦的競爭力。
回歸后的喬布斯,開出的藥方簡單直接——讓中國生產蘋果。
當iPhone橫空出世。這臺改變人類消費科技進程的產品,每一臺都在中國深圳生產。盡管,當時iPhone都沒有進入中國市場。
手握iPhone這把利刃,蘋果重新變得所向披靡。消費電子的大戰,微軟和英特爾已經不是主角,而手機芯片高通、功能機大佬三星,正在竭盡全力攀上智能手機這趟快車。
為了追趕蘋果,中國——這個美國之外最大的單一市場,肯定是高通不愿意錯過的。
2012年,北斗信號體制公開。第二年,高通和三星就投中國所好,帶來了全世界第一款支持北斗信號的手機。
其實,支持北斗在技術層面一點都不難。智能手機架構中,所有的衛星定位功能都集成在芯片中。負責這塊功能的高通已經支持GPS,只要稍作改動,同時接受北斗的信號就可以了。這是一個意愿遠大于技術的操作。
而這一年,高通授權收入的一半來自中國,沒有理由不把大客戶服務好。于是,北斗進入手機,走出順利的第一步。
盡管iPhone對于北斗信號姿態扭捏,但是蘋果在中國搭建了一條卓越的蘋果供應鏈,結合中國本身的特點,這里已經成為全世界最適合創業手機品牌的土壤。華為、小米、OPPO、vivo破土而出,徹底改寫了功能機時代諾基亞、三星和山寨機三分中國手機天下的格局。
國產手機品牌當然更是北斗信號的積極支持者,伴隨iPhone在2020年把北斗信號納入定位服務,目前中國境內支持北斗信號的手機已經占比94.5%。
回想中國追求自主可控的道路,在實驗室里開發一個產品不難,方舟CPU,紅旗操作系統都完成了產品。但是,想把它們裝進每家每戶的電腦卻非常難,讓大家愿意用非常難。而北斗趕上了中國消費崛起,趕上智能手機迭代,趕上國產手機品牌創業潮,已經平滑地走進每個人的生活,被十幾億人用了起來。
03
追求自主可控,中國所有慘烈的教訓都可以歸結為兩個字——需求。
最典型的是當年紅旗Linux操作系統搭配WPS組件,要挑戰微軟Windows和Office組合。事實上,自主操作系統開發并不難,也裝進了很多用戶的電腦。但是這些用戶發現,由于微軟不兼容,之前用word寫的工作文檔全打不開了。這讓辦公室白領們抓了狂,憤怒棄用。
恩格斯曾經說過,需求勝過十所大學。
國家意志可以自上而下,把底層技術開發出來,但是如果產品脫離了消費者的使用需求。沒人用,那么就會獨木難支。
吸取了前人血和淚的教訓,北斗也知道,只有被用起來,才有價值。短報文技術,是北斗不同于其他衛星導航系統的技術特色,華為已經把北斗短報文求救,當做自己手機的新賣點。由于安全可控,政府部門也正在用北斗監測泥石流、山體滑坡多發的山區。
衛星系統在民用領域最大的使用場景依舊是地圖導航,高德地圖成為北斗系統這一高精尖科技在民用領域內,最為典型的應用之一。
北斗也知道,自主可控這件事,僅僅靠自上而下推廣是不行的。還要自己的產品能解決具體問題,提供市場需要的價值。
北斗的思路是把亞太地區的信號做好,做得足夠好。為此,北斗衛星主要集中在亞太地區上空,而且在中國境內建設充足的參考站,修正信息,不斷提高中國境內衛星定位精度。
北斗的發展,已經把中國境內的定位精度,從5-10米的道路級,進化到1米以內的車道級。高德地圖,利用北斗的這一特性,在中國提供車道級導航。在車道級導航場景下,如果手機內置支持的北斗差分定位芯片,就能清晰看到城市內道路和周邊環境信息,包括所在車道數、紅綠燈等,在導航中,通過動態箭頭和車道引導,給用戶更細致的指引。目前這個功能已經在廣州、深圳、天津、成都、重慶、杭州、蘇州、東莞上線,正逐步向全國拓展。
車道級導航
在北斗高精度的支持下,高德地圖研發“黑科技”紅綠燈倒計時。導航中,在部分路口等紅燈時,可看到高德地圖APP上顯示的紅燈倒計時,以及擁堵時需要等待的輪數。當紅燈計時還剩5秒左右時,高德地圖也會通過語音方式提醒用戶,做好車輛啟動的準備。
當我們去總結,很多追求自主可控的國家大項目最終市場效果不理想,一個很重要的原因在于——過分強調規劃。自上而下地推,脫離了市場需求。北斗恰恰就是站在這些教訓上的反例。
高德地圖的車道級導航、紅綠燈倒計時,都不是自上而下的規劃。北斗只是想一個大方向——把亞太地區的信號做好,做到極致。然后,這個高精度的信號交給市場,讓下游去自由創新。
高德地圖也不是因為受到指令,所以必須做某個功能。而是作為市場主體,市場上有了新基礎設施,就圍繞北斗的精度,做一些功能去試錯和迭代。讓用戶“用腳投票”,砍掉不成功的,留下口碑好、用戶多的功能。
04
和前人比,北斗是一場很特殊的戰役。
北斗并不挑戰GPS,而是一種補充。初衷是在最極端的情況下(比如中國被屏蔽了GPS信號),中國依舊有自己的衛星導航系統,而不會成為現代社會的“盲人”。目前全球所有定位信號都來自GNSS(全球導航衛星系統),包括美國的GPS,俄羅斯的GLONASS、歐盟的GALILEO,以及中國的北斗。
所以,即使美國軍方也承認,北斗的出現,只會讓GNSS的數據更豐富,所有衛星系統的數據互相比對,最終所有地球終端的定位都更精準,大家都受益了。
北斗鋪開,是一張恢弘的商業科技畫卷。畫卷上能看到羞愧但始終忍辱前行的中國芯片制造能力,承建北斗產業鏈。能看到奮進的中國手機品牌,第一時間支持北斗信號。能看到月活用戶6.7億的高德地圖,圍繞新技術研發以前從未見過的新功能。
這幅畫卷遠還將蔓延下去。中國汽車積貧積弱三十年,但憑借新能源的機會正在改頭換面。曾經中國汽車出口常年卡在100萬輛上不去,但2021年一躍到300萬輛。今年上半年,超過德國成為世界第二大汽車出口國,和常年第一的日本已經相差無幾。汽車業的革新,第一步是電動化,第二步就是自動化。北斗、地圖、汽車,將在中國商業里繼續融合、探索、革新。
這再次讓我想起90年代國產芯片和操作系統的往事。梁寧在回憶的文章里提到,國產CPU出來后,團隊對著中國電子產業百強企業名單一家家去談,見的都是總工程師這個級別。
但是反饋令人心灰意冷。原來,僅僅有國產CPU,自主SOC能力,都還不夠。連中國電子產業百強都沒有能力基于一塊CPU開發產品原型,都是英特爾幫忙做好做好公板,中國企業再基于公板繼續開發。
無論處于家國情懷,或者處于商業考量,當年中國電子行業也想扶持一個Wintel之外的生態,讓自己多一種選擇,多一份籌碼。說到底,不是那一代人沒眼光,而是當時的能力弱。程序員、工程師數量少,企業規模小,商業化經驗匱乏,因此支撐不起勇敢的夢想。
北斗有和前人不一樣的命運,很大一個原因是中國已經建立起一個多元、豐富、強大的商業環境。追求自主可控,中國見證太多悲喜。北斗的經驗告訴后人,尊重市場規律,關注用戶需求,一個健康自強的中國商業生態,還會有更多北斗這樣的驚喜。