周末有空聊聊芯片
我和芯片的渊源很有些年头了。最开始接触，是在国内读硕士时，那时的芯片，体积大功能弱价格高，是教学和科研中的奢侈品。来到美国成为科技民工后，一直和芯片打交道，见证了芯片功能几何倍数增强，体积几何倍数缩小，价格越来越低的发展过程，也见证了半导体行业从美国独大到全球化的趋势。
芯片是电子产品的物理载体，一件电子产品，由数十个到数千个芯片组成。芯片范围很广，它们小到基本的电阻电容，大到复杂的中央处理器。电子产品是全球化贸易协作的缩影，芯片的专利属于世界各国大大小小的半导体公司，芯片封装和制造多半在中国，电路板的加工和芯片焊接目前中国整体水平最高，中国在整机装配和成品检验方面也是遥遥领先。当然，电子产品的最终拥有权属于开发这款产品的公司，比如属于苹果公司的iPhone。
印刷电路板和芯片 （网图）。绿色的是印刷电路板，黑色的是各种功能的芯片。焊锡将芯片通过芯片上的金属管脚焊接在印刷电路板上。绿色高亮的是印刷在电路板上的铜质连线，它们实现了芯片间的导通和联接。
各种功能和封装的芯片 （网图）
我想以我的粗浅认识，分析一下美国半导体产业的状况。我说过，我的领域是消费者电器，较少涉及技术含量高的高端芯片，我们先假定一下，美国在高端芯片方面具有压倒性的技术优势。但是，在中低端芯片方面，美国的优势已经消失。
以我设计的一款产品为例。我一共用了六百多个芯片，其中，有四百多个芯片，是哪里都能找到的电阻电感电容等简单元件。还有不到两百个特殊功能芯片，这些芯片，功能和封装都是标准的，很容易从全球不同的半导体公司那里，找到完全兼容的替代品。最终剩下的大约二三十个复杂芯片，它们属于专用芯片，使用替代品的代价比较大，会涉及到一系列硬件软件的重新设计和相关的产品测试和认证。
继续来说这二三十个专用芯片，它们基本属于中端芯片。其中，只有两个是属于美国公司的，剩下的，全部来自台湾的半导体公司。
设计之初，我联系过不同的芯片厂商，包括美国的，并对它们的芯片进行了技术评估。我发现，在同样的研发水平之下，台湾公司芯片投放市场的时间先于美国公司，芯片的功能更强，集成度更高。还有，台湾设计的芯片大多支持customized configuration，而且支持软件更新。值得强调的是，和美国公司相比，台湾公司的设计和销售团队比较灵活，也比较积极，愿意配合客户做一定的个性化设计。以我的经验，在中端芯片这一块，台湾半导体的力量不容小觑。
低端芯片早已不存在技术挑战，无论美国，还是大陆台湾。抑或日本南韩，都有大量的选择，在此不再赘述。这个周末，文学城新闻中的一篇文章似乎也印证了我的观点。下面是文章中的一些摘要和数据：
27日，华为宣布P30系列上市85天（截至6月20日）突破1000万台，比P20系列提前62天。作为华为当下最明星、最爆款的机型之一，P30 Pro也引起了日本研究机构Fomalhaut Techno Solutions的兴趣，这次它们把焦点敏感地放在P30 Pro使用了多少美企元器件上。
对P30 Pro的拆解显示，全部1631个元器件中，美企提供的仅有15个，占0.9%；成本59.36美元，占比16.3%。
其中，日企组件数量最多，为869个，占比过半，价值占比为23%；中国大陆企业提供80个组件，但价值占比最高，达到了38.1%；此外，韩国企业提供了562个组件，中国台湾企业提供了83个组件。
从以上数据可以看到，对于华为P30 Pro 这样的高端手机来说，美国元器件所占的数量比重大约1%，价值比重为16.3%。虽然不可或缺，早已不占压倒性优势了。老实说，这个比例比我的估计还要低很多。照这个思路推算的话，在国产的中低档手机和更加简单的电子产品中，美国芯片所占的比例将会更低。有了华为制裁的前车之鉴，未来的国产电器，选用美国芯片的意愿会越来越低。
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