根据韩国产业通商资源部的数据,韩国1月的出口同比减少了16.6%,这也是韩国出口连续下跌的第4个月。半导体产业出口不振,是韩国整体出口下滑的重要原因之一。韩国半导体出口已经连续5个月下跌了,1月更是同比骤跌44.5%,跌幅较上个月继续扩大。
在一些人心目中,半导体产业是人类制造业的皇冠,是高新技术产业,不应该也像房地产一样存在明显的周期。因此,难以理解为何韩国的半导体出口持续下滑,更难理解为何全世界半导体近期都受到一定程度的影响和冲击。
韩国半导体出口走势
实际上,韩国半导体遇到的问题具有普遍性,既有短期因素的影响,也受半导体发展阶段的长期制约。
世界半导体发展逐步进入瓶颈期
近10年来,半导体产业的发展逐渐趋缓,总体的增长速度并不快。根据世界半导体贸易统计组织(WSTS)的数据,世界半导体收入在2021年之后增速明显趋缓。2010-2011年间,总收入突破2500亿美元,直到2021年,这项指标才短暂的达到5500亿美元。
世界半导体收入和增速
十年勉强增长1.2倍,这个速度超过了同一时期的世界GDP增长速度,也超过了一部分行业的增长速度。但这样的速度,相比互联网和新能源等新兴行业,无论如何不能称之为显著增长和快速增长。同时,十年才增长一倍,也打破了很多中国人的朴素认知。
近年来,半导体越来越受到媒体和投资的重视,国内成倍增长的半导体企业比比皆是,给网民留下了半导体行业不仅是“国之重器”、而且增长很快的感觉。2020年全球IC企业家大会上华为首席供应官应为民的发言就很能代表这一点,他说:作为芯片的大用户,华为很高兴看到这些新投入、新玩家和新的供应不断涌现。在此大环境下,半导体产业已经从过去被认为的夕阳产业,成为了如今的朝阳产业。
显然,这只能说明世界半导体发展是很不平衡的,导致各国人民对半导体的感性认识并不相同。
中国信息产业在加入世贸组织后发展得很快,例如联想很快成为了世界个人电脑(PC)占有率第一的制造商。这种快速发展的代价,就是绕过了芯片和操作系统两座高峰,直接体现就是中国芯片进口飙升。
根据中国海关的数据,2002年中国集成电路的进口额仅有255.47亿美元,2012年这一数字就增长到1920.50亿美元。到了2022年,尽管略有下降,仍比2012年有较大增长,为4156亿美元。
中国集成电路进口额
进口的这些集成电路,除了国内消费,更主要的就是出口创汇。很多集成电路产品其实是芯片进来,变成整机出去。因此,这一数据的增长,主要反映的是中国信息产业的进步,而非半导体行业的升级。
上世纪80年代之前,软件工程和软件学科都尚未成熟,当时的计算机硬件和软件是不分家的。中国计算机之母夏培肃院士带领的科研团队于1960年试制成功了中国第一台通用数字电子计算机——107计算机,其稳定工作时间比当时按照从苏联购买的图纸而加工的103计算机长几十倍,是两弹一星的功勋机。
正在运行的107计算机
尽管有“通用”之名,不经过额外的培训,想将107计算机跑起来并不容易。即使能够熟练的操作107计算机,也不意味着能够很快的操作其他计算机。计算机编程中,存在很多低效重复的内容。
80年代中期之后,随着计算机体系结构走向成熟,高级语言、操作系统、编程方法、中间件、业务软件不断涌现。计算机尤其是个人电脑(PC)的操作方式已经和今天基本相似,直接开启了80年代中期的半导体产业大飞跃。
可惜,福兮祸之所伏,软件的发展也使得很多特定功能不必依赖于硬件的进步。在手机普及之前,淘宝已经成为最重要的互联网购物平台。当时除了一个U盾外,消费者无需购买其他的任何硬件。
互联网行业的繁荣,当然也促进了服务器和手机使用的芯片的销售,但信息产业内最大的受益者,无疑是被戏称为“码农”的程序员。事实上,整个信息行业正在越来越软件化,是软件而非硬件的进步在更大程度上支撑了新创意。
面对问题,芯片行业试图用性能迭代说服用户不断升级。这一趋势促使英特尔创始人提出了摩尔定律。摩尔定律的核心是计算机的性能将呈指数增长。这样,尽管不能带来业务的改变,至少可以保证计算机完成老任务的效率越来越高。
摩尔定律提出以来,至少相同价格能买到的晶体管个数确实是基本按照指数增长的,但程序想要利用这种进步,正变得越来越难。
以CPU为例,首先程序并不能平等地利用每一个核,当核心数量足够多时,任务完成时间主要取决于其中单核性能最强的核心。其次大部分
应用在执行界面和逻辑操作时,主要运用的是定点性能。而CPU的定点性能已经很多年没有提高了,2018年后由于英特尔和AMD互相竞争,定点性能又有了很大的提高,但这主要是制程进步带来的主频提高造成的。
2010年之后,CPU单核定点性能提升不多
除了摩尔定律,过去软件界还有个安迪-比尔定律,大意是说软件工程的人力成本很高,因此当硬件进步时,写软件的人就会减少性能优化的时间,并且尝试增加新的功能。
安迪-比尔定律在现实中广泛存在,如果智能手机的应用不追求快速迭代,而是性能优化的话,手机硬件的更新速度也不会这么快。现在手机的配置之所以比某些电脑还要高,手机缺乏高效易用的开发中间件,以及APP厂商为了迭代速度降低质量难辞其咎。
这种现象不可能永远存在,因为程序能够增加的,且消费者能够接受的功能是有限的。核武器模拟、精准天气预报、大气研究、模拟量子计算机和寻找超大素数等方面确实“性能永远不够用”,但即使是国家行为,也不能无限的增加开支,更何况民用的其他领域了。
Canalys在2月2日发布的《智能手机分析统计数据》显示,2022年第四季度全球智能手机出货量下降18%,跌至2.97亿部。由于需求疲软,2022年,各厂商的总出货量不足12亿部,导致全球年出货量下降12%。这种下降,谁能说不是安迪-比尔定律在智能手机行业失效了?
挖矿和制裁的影响
尽管现在半导体产业一片哀嚎,2019年末到2022年末之间,半导体的从业者可谓是趾高气扬,顾客是上帝的意识缺乏体现。过去面对价格上涨控制不利,现在的结果很难不说是一种反噬。
从2019年第四季度开始,随着虚拟币国际炒作的火爆,显卡以及半导体芯片的价格也随之水涨船高。大量显卡和其他半导体产品被用于“挖掘”虚拟货币(以下简称挖矿)。到了2021年,情况简直可以用丧心病狂来形容,一卡难求成为普遍现象,个人装机的电脑玩家面临买不起甚至买不到显卡的问题。
当时央视进行了一个调查,英伟达的RTX3070显卡2020年9月刚推出时,价格仅为3899元。该型号发售之后的四个月内,实际零售价一路上涨,来到了8000元左右,价格上涨超过100%。
同期推出的RTX3080显卡的国行定价仅为5499元,但在最为疯狂的2021年,该型号的市场价最高曾达到2万余元,价格几乎翻到了四倍。