芯片與文化都重要

+ 沈永言

芯片與文化似乎是風(fēng)馬牛不相及的兩個(gè)事物，其實(shí)不然。如果說芯片是信息網(wǎng)絡(luò)之根基，那么，文化就是信息網(wǎng)絡(luò)的花朵。美國對華為公司的技術(shù)打壓和產(chǎn)品斷供，讓人們對芯片在信息網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字經(jīng)濟(jì)中的重要性有了清晰的認(rèn)識，其戰(zhàn)略地位已不容置疑。為了盡快突破“缺芯少魂”的困境，我國的舉國體制開始發(fā)揮作用，資金、技術(shù)、人才、方案等開始閃亮登場。讓人欣慰的是，最近好消息開始不斷出現(xiàn)。例如，最近南京網(wǎng)絡(luò)通訊與安全紫金山實(shí)驗(yàn)室在5G毫米波相控陣芯片方面取得重大突破，每通道成本由1000元降至20元；中興公司設(shè)計(jì)的7nm芯片已規(guī)模量產(chǎn)并在全球5G中商用，5nm芯片也將進(jìn)入市場。

需要明確的是，文化的范圍極為廣泛，這里的文化主要是指與信息技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)密切相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)文化，尤其是視頻文化，它們以數(shù)字內(nèi)容的形式流動于互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)和衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)之中，呈現(xiàn)于電腦、智能手機(jī)和智能電視之上。其實(shí)，信息網(wǎng)絡(luò)中的很多芯片就是專門針對網(wǎng)絡(luò)文化應(yīng)用的，如視頻、圖形、游戲、AR、VR和3D處理器等。可見，芯片和文化不僅由信息網(wǎng)絡(luò)緊密聯(lián)系在一起，它們本身就水乳交融、相輔相成。強(qiáng)大的芯片支持高級的網(wǎng)絡(luò)文化應(yīng)用，新穎的網(wǎng)絡(luò)文化應(yīng)用不斷推動芯片的升級和發(fā)展。在這個(gè)意義上，芯片與文化都重要。

一、芯片比黑黃金更昂貴

芯片是半導(dǎo)體集成電路的統(tǒng)稱，它有模擬、數(shù)字和混合三大類型。傳感器、運(yùn)放等屬于模擬集成電路。處理器、存儲器等屬于數(shù)字集成電路，而模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器等屬于混合集成電路。相對于離散半導(dǎo)體元件，集成電路的主要優(yōu)勢是高性能、低成本、小體積。

信息網(wǎng)絡(luò)中比較有代表性的芯片是基帶和射頻芯片，它們也是移動互聯(lián)網(wǎng)手機(jī)和衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)終端中的關(guān)鍵部件。無線網(wǎng)絡(luò)支持何種體制由基帶芯片所決定，而支持何種頻段則由射頻芯片所決定?；鶐酒饕瓿尚旁淳幗獯a、信道編解碼、調(diào)制解調(diào)等信號和協(xié)議處理功能，射頻芯片主要完成變頻、功放、濾波和天線開關(guān)等收發(fā)功能。（參見圖1）

基帶芯片是智能手機(jī)和衛(wèi)星終端中的核心部分，也是技術(shù)含量最高的部分。無論是4G的100Mbps網(wǎng)速、5G的10Gbps網(wǎng)速，還是4K的100Mbps-150Mbps碼率、8K的400Mbps以上碼率，都是建立在智能手機(jī)基帶芯片處理能力之上的。

實(shí)踐中，手機(jī)廠商通常把射頻芯片和基帶芯片集成在一個(gè)芯片里面，物理上合一，統(tǒng)稱為基帶芯片。對于智能手機(jī)，除了基帶芯片，還需要應(yīng)用處理器、圖形處理器和存儲器，以支持高清視頻、3D游戲等多媒體應(yīng)用?，F(xiàn)實(shí)中，它們都集成到統(tǒng)一的片上系統(tǒng)（SoC）之上，以實(shí)現(xiàn)最低的功耗、最小的尺寸。

芯片是一個(gè)技術(shù)門檻較高的行業(yè)，研發(fā)周期長、資金投入大、競爭激烈。這使得這個(gè)行業(yè)實(shí)行高度垂直分工，從芯片設(shè)計(jì)、制造、到封裝和測試，每一個(gè)環(huán)節(jié)，都有專業(yè)的公司在負(fù)責(zé)。目前，芯片行業(yè)主要有IDM（Integrated Design and Manufacture）、Fabless和Foundry三種分工模式。IDM模式從芯片設(shè)計(jì)、制造到封裝和測試通吃，這樣的公司有英特爾、三星和德州儀器。Fabless（無工廠）模式只做芯片設(shè)計(jì)，如高通、華為海思、聯(lián)發(fā)科等。Foundry（代工廠）模式只負(fù)責(zé)芯片代工生產(chǎn)，這類公司有臺積電、格羅方德、聯(lián)華電子、中芯國際等。

處理器是芯片中集成度較高、功能較強(qiáng)的一類。目前，絕大部分智能手機(jī)處理器都是基于英國ARM公司處理器構(gòu)架和芯核設(shè)計(jì)的，華為、三星、高通等公司都是如此。ARM公司是全球領(lǐng)先的16/32位嵌入式RISC微處理器解決方案供應(yīng)商，向全球各大領(lǐng)先電子公司提供高性能、低成本的RISC處理器、外觀設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)芯片技術(shù)授權(quán)。全球有大約95%的智能手機(jī)和平板電腦都采用了ARM構(gòu)架，華為海思麒麟處理器也是如此。在芯片領(lǐng)域有兩大架構(gòu)，一是X86架構(gòu)，用于筆記本電腦和服務(wù)器。X86架構(gòu)基本不對外授權(quán)的，基于X86架構(gòu)的處理器基本上被英特爾和AMD兩家公司所壟斷。二是ARM架構(gòu)，主要用于智能手機(jī)。ARM架構(gòu)對外授權(quán)，擁有眾多的處理器品牌?；贏RM處理器架構(gòu)的開放性，2019年華為海思開始將鯤鵬920用于服務(wù)器，而蘋果也計(jì)劃將ARM處理器用于筆記本電腦。這意味著，ARM處理器正在向筆記本電腦和服務(wù)器領(lǐng)域擴(kuò)展，X86一家獨(dú)大的局面將逐漸被打破。

圖1 手機(jī)基帶和射頻功能示意圖（圖片來源：“鮮棗課堂”微信公眾號）

作為現(xiàn)代科技的硬核，芯片的消費(fèi)數(shù)量很大程度上體現(xiàn)了一個(gè)國家的科技和信息化水平。隨著經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷推進(jìn)，我國芯片消費(fèi)需求越來越大。2018年，全球芯片銷售總額為4784億美元，折合人民幣3.2萬億元。我國進(jìn)口商品總額為14.09萬億元，進(jìn)口石油總金額是為1.59萬億元，進(jìn)口芯片金額近2.06萬億元，出口金額為0.56萬億元。由此可見，我國已成為全球最大的芯片消費(fèi)市場，最大芯片出口國，同時(shí)也是最大芯片進(jìn)口國。我國每年用于采購芯片的外匯已超過石油。石油號稱黑黃金，而在信息和智能時(shí)代，芯片的科技含量和綜合價(jià)值顯然遠(yuǎn)高于黑黃金。

近年來，在國家政策支持和市場需求推動下，我國芯片產(chǎn)業(yè)整體實(shí)力顯著提升，集成電路設(shè)計(jì)、制造能力與國際先進(jìn)水平差距不斷縮小，封裝測試技術(shù)逐步接近國際先進(jìn)水平。例如，華為掌握了5nm芯片設(shè)計(jì)技術(shù)并進(jìn)入規(guī)模商用，中芯國際14nm芯片代工已經(jīng)量產(chǎn)。2020年一季度，華為海思芯片銷售額接近27億美元，歷史性地躋身世界十大半導(dǎo)體廠商之列，中芯國際也成為全球五大芯片代工企業(yè)。盡管如此，我國芯片產(chǎn)業(yè)仍然面臨美國的打壓和技術(shù)封鎖，需要盡快擺脫在光刻機(jī)和設(shè)計(jì)軟件等關(guān)鍵技術(shù)方面受制于人的不利局面。

二、文化比腦黃金更養(yǎng)人

網(wǎng)絡(luò)文化是信息時(shí)代的產(chǎn)物，它體現(xiàn)了人類文化發(fā)展的新形態(tài)和新趨勢。網(wǎng)絡(luò)文化的信息形式表現(xiàn)為視頻、音頻、圖片、圖形、數(shù)據(jù)等，應(yīng)用形式表現(xiàn)為電影、電視、廣播、游戲、動畫、網(wǎng)頁、電子期刊、電子報(bào)紙、電子圖書等，媒介載體主要為電腦、智能手機(jī)、智能電視。由于人們獲得的信息主要來自視覺，因此網(wǎng)絡(luò)文化中流量最大的是視頻。美國思科公司的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，到2022年，視頻將占所有互聯(lián)網(wǎng)流量的82%，將近一半的設(shè)備和連接都具備視頻功能。視頻是互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)和衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)帶寬增長的主要驅(qū)動力。5G增強(qiáng)移動寬帶（eMBB）應(yīng)用場景、高通量衛(wèi)星（HTS）都是主要為了應(yīng)對高清和超高清以及AR、VR、3D等視頻應(yīng)用需求而出現(xiàn)的。

由于處理器等芯片技術(shù)的巨大進(jìn)步，智能手機(jī)已將電話機(jī)、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、收音機(jī)、游戲機(jī)、照相機(jī)、播放機(jī)、圖書、報(bào)紙、期刊、網(wǎng)站、會議室、聊天室等功能集于一身。WiFi無線熱點(diǎn)的廣泛應(yīng)用使得智能手機(jī)成為互聯(lián)網(wǎng)和衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的間接終端。與電腦和智能電視相比，除了多媒體、個(gè)性化、即時(shí)性、交互性、協(xié)同性、開放性、草根性，智能手機(jī)還具有便攜性和泛在性。智能手機(jī)信息處理功能的增強(qiáng)、屏幕的擴(kuò)大，也模糊了它與平板電腦和筆記本電腦之間的邊界，這使得它承載了更多的網(wǎng)絡(luò)文化傳播功能，因而獲得報(bào)紙、雜志、電視、廣播之后的“第五媒體”稱號。

根據(jù)第45次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2020年3月，我國網(wǎng)民為9.04億，手機(jī)網(wǎng)民為8.97億。網(wǎng)絡(luò)視頻（含短視頻）用戶達(dá)8.50億，占網(wǎng)民整體的94.1%。其中短視頻用戶為7.73億，占網(wǎng)民整體的85.6%。網(wǎng)絡(luò)音樂用戶達(dá)6.35億，占網(wǎng)民整體的70.3%；手機(jī)網(wǎng)絡(luò)音樂用戶達(dá)6.33億，占手機(jī)網(wǎng)民的70.5%。網(wǎng)絡(luò)游戲用戶達(dá)5.32億，占網(wǎng)民整體的58.9%；手機(jī)網(wǎng)絡(luò)游戲用戶達(dá)5.29億，占手機(jī)網(wǎng)民的59.0%。網(wǎng)絡(luò)文學(xué)用戶達(dá)4.55億，占網(wǎng)民整體的50.4%；手機(jī)網(wǎng)絡(luò)文學(xué)用戶達(dá)4.53億，占手機(jī)網(wǎng)民的50.5%。網(wǎng)絡(luò)直播用戶達(dá)5.60億，占網(wǎng)民整體的62.0%。其中，游戲直播用戶為2.60億，占網(wǎng)民整體的28.7%；真人秀直播的用戶為2.07億，占網(wǎng)民整體的22.9%；演唱會直播用戶為1.50億，占網(wǎng)民整體的16.6%；體育直播用戶為2.13億，占網(wǎng)民整體的23.5%?？梢?，網(wǎng)絡(luò)文化已經(jīng)深入人心。

我國網(wǎng)民使用手機(jī)上網(wǎng)的比例達(dá)99.3%，遠(yuǎn)高于電腦和智能電視。截止2019年底，在手機(jī)網(wǎng)民經(jīng)常使用的各類App中，即時(shí)通信類App的使用時(shí)間最長，占比為14.8%；視頻、短視頻、音頻、音樂和文學(xué)類應(yīng)用的使用時(shí)長占比分列第二到六位，依次為13.9%、11.0%、9.0%、8.9%和7.2%。短視頻應(yīng)用使用時(shí)長占比同比增加2.8個(gè)百分點(diǎn)，增長明顯。（參見圖2）

在短視頻應(yīng)用方面，近年來，脫穎而出的抖音通過簽約網(wǎng)紅、服務(wù)達(dá)人等商業(yè)模式，借助才藝、運(yùn)動、美食、風(fēng)景等內(nèi)容，來創(chuàng)造自己的感染力、傳播力，成功走上國際網(wǎng)絡(luò)文化市場。2020年4月，抖音及海外版TikTok在全球AppStore和GooglePlay創(chuàng)造了7800萬美元的營收（同比增長10倍），位列全球移動應(yīng)用收入榜之首。在單月近5.5億元人民幣收入里面，美國市場貢獻(xiàn)了8.2%。抖音以民間和娛樂的方式，在基于網(wǎng)絡(luò)推廣傳統(tǒng)文化、講好中國故事方面發(fā)揮了獨(dú)特的作用。

在網(wǎng)絡(luò)視頻應(yīng)用方面，根據(jù)國家廣播電視總局發(fā)布的《2018年全國廣播電視行業(yè)統(tǒng)計(jì)公報(bào)》數(shù)據(jù)，2018年，我國IPTV用戶數(shù)達(dá)1.54億戶，OTT TV用戶數(shù)達(dá)4.20億戶（含非活躍用戶）。新媒體業(yè)務(wù)收入467.76億元，同比增長68.47%。其中，IPTV收入100.45億元，同比增長48.57%；OTT TV收入46.96億元，同比增長156.47%。截至2019年底，IPTV用戶數(shù)達(dá)2.9億戶，OTT用戶數(shù)達(dá)2.6億戶，有線電視用戶2.12億戶，其中數(shù)字用戶1.98億戶?？梢?，我國網(wǎng)絡(luò)文化應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)正在迅速崛起。雖然目前其經(jīng)濟(jì)規(guī)模還有限，但增長潛力非常大。Digital TV Research預(yù)測，到2024年，我國OTT TV等網(wǎng)絡(luò)視頻收入將增長到274.61億美元，其中包含會員收入和廣告收入。

圖2 智能手機(jī)各類應(yīng)用時(shí)長占比結(jié)構(gòu)圖

由于網(wǎng)絡(luò)視頻等新媒體的沖擊，全球有線電視、衛(wèi)星直播電視的發(fā)展都受到不同程度的影響。其中，有線電視與IPTV、OTT TV的相似性更大，受到的沖擊更為明顯。2017年之后，我國有線電視用戶數(shù)就一直在下滑。與此相反，面向農(nóng)村和邊遠(yuǎn)地區(qū)的直播星戶戶通工程啟動以來，用戶一直持續(xù)在增長。截止2020年5月底，全國戶戶通累計(jì)開通用戶總數(shù)達(dá)1.2835億戶。除了向千家萬戶傳輸數(shù)十套標(biāo)清電視和少量高清節(jié)目外，我國直播星平臺還提供數(shù)十套廣播節(jié)目分發(fā)以及邊防哨所的內(nèi)容推送、移動載體的移動廣播、森林防火的信息預(yù)警、鉆井平臺公共廣播、部分地區(qū)本地直播覆蓋等多樣化的服務(wù)，取得了巨大的社會效益。由于定位于公益事業(yè)，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)作靠有限的財(cái)政費(fèi)用支持，因此我國衛(wèi)星直播電視的節(jié)目數(shù)目還比較有限，服務(wù)品質(zhì)還有待提高，與美國等發(fā)達(dá)國家的衛(wèi)星直播電視常態(tài)化的區(qū)域覆蓋、高清和超高清直播相去甚遠(yuǎn)。以美國為例，Direc TV和Dish Network兩家衛(wèi)星直播電視運(yùn)營商僅基于HTS的電視頻道大達(dá)3000多套，合計(jì)用戶數(shù)5000多萬，收入500多億美元。（參見表1）

與網(wǎng)絡(luò)電視相比，衛(wèi)星直播電視具有單向、線性廣播的局限性，但是，在人口眾多、地域廣闊的我國，單層網(wǎng)絡(luò)、廣域覆蓋、高效傳遞又是衛(wèi)星直播電視的內(nèi)在優(yōu)勢。假設(shè)平均每戶4口人，我國直播星戶戶通就覆蓋了5億多農(nóng)村和邊遠(yuǎn)地區(qū)人口。豐富的節(jié)目內(nèi)容、高品質(zhì)的服務(wù)對于提高這個(gè)群體的知識水平和文化素質(zhì)格外重要。而實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的有效方式是直播衛(wèi)星電視的商業(yè)化運(yùn)行，它可以實(shí)現(xiàn)公益服務(wù)和商業(yè)運(yùn)營的統(tǒng)一。

表1 基于HTS的衛(wèi)星直播電視平臺（資源來源：歐洲咨詢公司）

在三網(wǎng)融合、信息網(wǎng)絡(luò)天地一體化時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)和衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)都是網(wǎng)絡(luò)文化內(nèi)容的傳輸平臺，電腦、智能手機(jī)和智能電視都是網(wǎng)絡(luò)文化的傳播媒介。文化的核心功能在于充實(shí)精神、豐富思想、改善心智、擴(kuò)大視野，網(wǎng)絡(luò)文化同樣如此，而且效率更高。如果說腦黃金滋養(yǎng)的是生物大腦，那么網(wǎng)絡(luò)文化滋養(yǎng)的則是精神大腦，它比腦黃金更養(yǎng)人。

三、結(jié)語

縮小貧富差距，消除數(shù)字鴻溝，建設(shè)小康社會，實(shí)現(xiàn)共同致富，是我國現(xiàn)代化建設(shè)的主要目標(biāo)。發(fā)展半導(dǎo)體芯片有利于信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和萬物互聯(lián)，發(fā)展網(wǎng)絡(luò)文化有利于數(shù)字經(jīng)濟(jì)繁榮和智慧生活。芯片代表一個(gè)國家顯性和剛性的硬實(shí)力，它的作用是立竿見影的；文化代表一個(gè)國家隱性和柔性的軟實(shí)力，它的作用的是潛移默化的。短期內(nèi)，芯片顯得更為重要，它需要解決被卡脖子的現(xiàn)實(shí)問題。但長期來講，文化則更重要，它關(guān)系到有多少人看到一個(gè)國家的電影、電視、戲劇、著作……，網(wǎng)絡(luò)文化可以且應(yīng)當(dāng)大有作為。