ZTE事件の痛手：中国の機械産業全体に新たな皇帝の服

3月7日の朝、友人から電話があり、「ZTEが取引を停止したのをご存知ですか？米国政府がZTEからの購入を禁止したんです」と尋ねられました。この時点で、私の関心はまだ今年の女の子の日のための新しい横断幕に集中していたので、私は不満げにこう返答した。「私はその報告を見た。米国政府はただふりをしているだけだと思う​​。」しかし、2日後、事件は深刻化した。まず、ZTEのネットユーザーが、チップの購入を許可していないことに加え、アメリカのサプライヤーがZTEへの技術サポートを完全に停止したというニュースを報じた。電子メールに返信しなくなり、電話をかけると相手が「あなたのメールを見なかったことにします。今後は電話しないでください。さもないと困ります」と言った。その後、ZTEは、通常は拒否される申請であるが、米国政府と協力して輸出許可を申請していると発表した。その後、英国企業のARMは、研究開発のほとんどが米国にあるため、ZTEへのサポートとビジネス協力を停止せざるを得なくなったと聞きました。これらすべてのことが私に深呼吸をさせました。今回はアメリカが本気のようです。

この事件に対する反応について、大したことではないと考える人もいる。 Nubia は Qualcomm を失ったものの、ZTE Microelectronics はまだあるため、自社のものをそのまま使用できます。全面禁止を課すのが最善だと考える人もおり、今は国産チップにとって良い機会だ。しかし、著者は、米国政府による供給削減制裁があまりに長く続けば、ZTE、さらには携帯電話業界全体に災難をもたらすだろうと考えている。諺にあるように、皮膚がなくなると髪の毛も抜け落ちます。国産チップの場合、国内デバイスメーカーのアプリケーションサポートがなくなると、開発の機会がなくなります。したがって、現時点での最優先事項は、米国政府ができるだけ早く禁輸措置を解除し、現在の困難を乗り越えて、将来に備えることです。

近年、国内の集積回路産業は飛躍的に発展しており、自給率も年々増加しています。 Huawei HiSiliconの最新KirinチップはQualcomm Snapdragon 820と競合可能。 10年以上の積み重ねを経て、龍松はついに北斗衛星とともに宇宙へ旅立つことができる。 Bluetoothスピーカー、セットトップボックス、冷蔵庫、洗濯機などを分解してみると、内部のコアチップのほとんどが国産ブランドであることがわかります。しかし、無視できない現実は、これらの国産チップの成功した応用は、ほとんどが消費者分野であるということです。高い安定性と信頼性が求められる通信、産業、医療、軍事などの大規模アプリケーションでは、国産チップは一般的な国際レベルから大きく遅れをとっています。特に、高速光通信インターフェース、大規模FPGA、高速・高精度ADC/DACなど、技術内容の高い主要コンポーネントは、依然としてアメリカのサプライヤーに完全に依存しています。

21 世紀も 10 年目に入ったが、中国を封じ込め、ハイテク製品の対中輸出を制限する西側諸国の協定であるワッセナー協定は依然として有効である。輸出規制により最も大きな打撃を受けるのは、上記のチップです。これらの分野における中国の真のレベルを知りたい場合は、ワッセナー・アレンジメントの毎年の更新をチェックすればいい。現代のフェーズドアレイレーダーでは、それらは必需品であり、「あなたが知っている」チャネルを通じてのみ取得できます。国産のオシロスコープが製造されるたびに、その内部のADCは輸入前に米国政府の同意が必要であり、軍事目的で使用しないという約束がなければなりません。 ZTEとHuaweiが製造した基地局を見ると、回路基板上の自社製造のデジタルベースバンドチップ数個を除いて、RF、PLL、ADC/DAC、さらには通信リンク上の電源電圧を測定する周辺チップの国内サプライヤーは存在しない。デバイスメーカーは独自のベースバンドチップを生産することでコアアルゴリズムを習得しているが、外国のチップサプライヤーによって「窒息」させられるという問題は解決できていない。機器業界全体に精通している人なら誰でも、基地局に 100 個のチップがあり、そのうちの 1 個でも禁止されると、基地局全体を配送できなくなることを知っています。たとえ再設計するチームが見つかったとしても、IC 研究開発の固有のルールによれば、チップが設計、テストから量産に至るまでには少なくとも 1 年かかり、信頼性の高い産業グレードのチップの場合はさらに長い時間がかかります。制裁が1年間続くと、ZTEの製品はすべて在庫切れとなり、契約を履行できなくなり、収入が全くなくなるだろう。結果は明らかです。唇と歯は相互に依存しています。たとえ国内の IC メーカーが 1 年後に ZTE 向けのチップを製造したとしても、何の役に立つのでしょうか?今回、米国政府はZTEの命綱を見つけた。

近年、中国の電子機器産業が大きな進歩を遂げてきたのは事実です。ファーウェイはエリクソンを抜いて世界最大の通信機器会社となった。これにより、他の企業は継続的に合併を余儀なくされ、最終的に ZTE は世界のトップ 4 に食い込むことができました。ユナイテッド・イメージングやマインドレイなど国内大手医療機器の製品レベルは、GEやフィリップスなどの大手に追いつきつつある。国産レーダーはアクティブ・フェーズド・アレイを上回る大きな進歩を遂げ、052C/052DやJ-16などの高性能兵器が実用化されている。彼らのレーダーの基準と性能は米国のそれに近づき、ヨーロッパやロシアを上回っています。軍隊のファンが祝賀ムードに包まれ、彼らのズボンが真っ赤になっているように、「中核」不足の鍵は常にアメリカ人の手中にあったという事実は、隠しようがない。

歴史を振り返ると、中国の電子機器産業の躍進は、実は電子技術の進化と世界の分業の変化の結果である。電子機器の中核はアルゴリズム、ソフトウェア、ハードウェアです。アルゴリズムやソフトウェアにはそれぞれ特徴があり、中国人は知性と勤勉さを頼りに簡単に追いつくことができる。顧客が機能を必要とする場合、ファーウェイはエンジニアを派遣して夜通し残業させ、その機能を作成することができます。 4G 基地局の場合、Huawei ではワンクリックで設定を完了できますが、競合他社では操作マニュアルに従って手順ごとに設定を完了する必要があります。創業当初、ファーウェイはこれらに頼ることで徐々に市場での優位性を確立しました。 IC 技術の発展に伴い、ハードウェア チップにはますます多くの機能が統合され、実際にすべての技術的コンテンツがチップに集中しています。昔は回路基板上に何百もの部品があり、デバッグと歩留まりの両方が障壁となっていましたが、今ではチップは 1 つか 2 つだけです。チップを購入し、リファレンス回路に従って設計することができれば、おそらく動作するでしょう。高性能な軍用チップに加え、Huawei、ZTEなどは、世界で最も先進的な商用チップのほとんどを購入することができます。ワッセナー協定にもかかわらず、アメリカの供給業者は、巨額の利益の誘惑に直面して、規制を回避する方法を見つけるのにも協力してくれています。したがって、一流のチップを購入することで、一流のハードウェアが手に入り、熱心に作成されたソフトウェアとインテリジェントに凝縮されたアルゴリズムと組み合わせれば、怠惰なヨーロッパの通信事業者を打ち負かすのは自然なことです。その結果、中国は世界の工場となり、世界最大の半導体消費市場を持つようになりました。しかし、3月7日に米国政府の制裁が発動されると、世界有数の完成機械産業が実は砂の基礎の上に築かれ、皇帝の新しい服が完全に剥ぎ取られたことが発覚した。

インターネット業界ではFacebookやGoogleと競争できるBATがあり、電子機器業界ではCiscoやEricssonと競争できるHuaweiやZTEがあります。しかし、なぜIT業界では集積回路だけが米国と競争できる能力を持たないのでしょうか?これは、IC 設計業界の特性から始まる必要があります。インターネットや完全な機器と比較すると、IC 設計には、試行錯誤のコストが高く、デバッグが非常に難しいという 2 つの重要な特徴があります。インターネット上でアプリを作る場合、1日で1つのバージョンをリリースすることもあります。バグがあっても翌日には修正できるので問題ありません。試行錯誤や修正にかかるコストはほぼゼロです。ハードウェア全体の基板設計サイクルは1日から1か月、生産サイクルは3日から2週間です。誤りが発生した場合、ボードを作り直す費用は数百元から数千元、最大で数万元かかります。 IC 設計は、アーキテクチャ設計を除いて、回路設計からウェハ製造まで少なくとも半年かかります。ウエハが工場に送られて加工・生産されるまでには通常2～3か月かかります。最も重要なことは、一本の映画への投資コストが少なくとも数十万元、高度な技術は数千万から数千万元にも達する可能性があるということです。このような高い試行錯誤と時間コストには、極めて高い成功率が求められます。プロセスを長くして繰り返し検証する必要があります。複数の業種間の緊密な協力が必要です。チーム内の 1 人がミスをすると、3 か月後に返ってきたチップは石の破片になる可能性があります。 1 回の修正を経て、さらに 3 か月が経過しました。

試行錯誤にかかるコストが高く、デバッグも困難です。インターネット上でソフトウェアを作成する場合、デバッグのためにプログラム内のほぼどこにでもブレークポイントを設定したり、変数の現在の状態を確認したり、ログを出力したりできます。ハードウェア回路基板では、ほぼすべての信号線をオシロスコープに引き込んで波形を表示できます。指の爪ほどの大きさのチップには数億個のトランジスタが含まれていますが、回路基板上で測定できる信号線の数はわずか十数本から数百本です。このわずかな情報に基づいて、どのトランジスタの設計が間違っているかを推測することがいかに難しいかは言うまでもありません。

これら 2 つの特性により、IC 実践者に対する極めて高い品質要件が求められます。長い試行錯誤のサイクルには、論理的かつ厳格で細心の注意を払った仕事の姿勢が必要であり、トラブルシューティングの難しさには、一連の科学的な実験方法が必要です。これら二つの側面こそが、まさに国内教育の弱点なのです。論理や方法を無視して知識の暗記を過度に重視すること。そのため、ソフトウェア エンジニアが自身の知性と勤勉さに頼って継続的かつ迅速に反復作業を行うと、IC エンジニアは不適切なチームメイトの混乱に遭遇することが多く、堂々巡りに陥ってしまいます。もう残業はできませんが、まだ遅延があり、発売時期は予定より遅れています。原因が分からないバグも多く、何度もフィルムを試しても成果が出ず、結局プロジェクトは失敗に終わりました。

この非常に困難な業界の背後には、莫大な利益と商業的価値が存在します。集積回路はエレクトロニクス産業の糧として知られています。国家と産業の安全保障にとって大きな意義があることに加え、技術内容に応じて利益率も高まります。チップ自体は極めて低コストの二酸化シリコンで作られており、そこに凝縮された技術が利益を左右します。消費者向けチップ製品の粗利益率は通常 30% ～ 40% ですが、工業用製品の粗利益率は通常 50% ～ 60% を超えます。さらに、高性能アナログチップを主に生産している米国リニア社の平均粗利益率は最大90％にも達する！ハイエンドのスイッチングチップなど、当社が設計できないチップの多くは、粗利益率が 99% を超えています。中国と米国が戦争を始めれば、禁輸措置がなくても、米国政府が行政手段を使って中国の電子兵器の一括コストを米国の10分の1にまで下げるのに数分しかかからないだろう。考えてみるとこれは恐ろしいことです。

突破を試みる

私たちは一生懸命努力し続け、決して諦めませんでした。

大学。一部の高性能なキーコンポーネントチップは規模が小さく、大学がブレークスルーの主力となるのに非常に適しているようです。しかし、長年にわたり、大学のレベルは産業界のレベルほど高くないことが業界では一般的に認識されてきました。これは中国に限ったことではなく、米国でも同様です。これは、前述した集積回路産業の特性と密接に関係しています。大学の利点は新しいアイデアを思いつくことであり、それはアルゴリズムなどの分野に非常に適しています。シミュレーション実験は結果を迅速かつ正確に示すことができ、シミュレーション結果が有効であれば、基本的に現実でも有効になります。せいぜい、実装の複雑さが高すぎるだけです。チップの試行錯誤にはコストが高く、プロセスは長く、コラボレーションには多くの種類の作業が関わってきます。リンクに問題があれば、良い結果は得られません。落とし穴に陥ることなく、チップを業界の一般的なレベルにまで仕上げることは容易ではありません。何年もの積み重ねが必要です。学生たちは経験が浅いため、たとえ良いアイデアを持っていたとしても、途中で無数の落とし穴を避けることができず、アイデアの結果が出る前に途中で失敗してしまうことがよくあります。本校の専門分野は、他校を追い抜くのに適した、より最先端の研究を行うことです。しかし、集積回路が他のチップ、特にアナログチップを追い抜くのは容易ではありません。 100MHz で問題を解決しないと、200MHz に到達したときにもそれらの問題は残ります。

模倣、盗作。軍事ファンは、米軍が持っているものを何でもコピーできる能力を誇りに思っています。集積回路もコピーすることができ、科学的な名称はリバースエンジニアリングです。チップは非常に小さく、回路密度も極めて高いのですが、顕微鏡や写真撮影などによりそのレイアウト情報をすべて入手し、それをコピーして工場に送って生産すれば、同一製品が得られるそうです。実際、レイアウトはソフトウェアがコンパイルされた後のマシンコードと同等です。読みにくく、その原理や構造を理解することは不可能です。しかし、レイアウト抽出自体には物理的なエラーや人的エラーがあり、高性能アナログミックスドシグナルチップのプロセスでは特にその影響を受けやすいです。わずかな不一致でも、チップのパフォーマンスと歩留まりに大きな違いが生じる可能性があります。この時点で、設計者は原理を理解できず、位置決めの誤差は盲人が干し草の山から針を探すようなものです。この方法は軍事研究機関でよく使われています。それぞれの逆操作はギャンブルのようなものです。うまくいくこともありますが、いったん問題が発生すると、基本的に何もできません。そのため、比較的単純な回路を持つ RF およびパワーアンプ チップを除けば、長年にわたり、前述の高性能 PLL、ADC などの主要コンポーネントのリバース エンジニアリングと量産機器の成功例はほとんどありませんでした。

科学研究プロジェクト。過去10年間、国は863/973/コアハイテクプログラムなどの国家科学研究プログラムを通じて、多額の投資で主要コンポーネントを支援してきました。後期段階では、業界と OEM も協力してアプリケーションの切断の問題を解決することが求められます。しかし、長年にわたり、実際に量産され、実際の製品に変換できる成果はほとんどありませんでした。理由の 1 つは、目標が一致していないことです。 IC 業界では、実験室テストに合格することはほんの小さなステップに過ぎず、量産化を達成するにはまだ膨大な作業が残っていると言われています。科学研究プロジェクトでは、審査中にいくつかのサンプルを提供し、最終的な支払いを受けるために必要なパフォーマンスを実証するだけで済みます。産業グレードのアプリケーションでは、さまざまな温度や環境条件下で安定したパフォーマンスを維持し、大量生産における歩留まりの問題を解決する必要があります。量産化を確実にするには、設計の初期段階から考慮する必要があります。一部の科学研究機関が選択したアーキテクチャ自体によって、結果は提供することはできても大量生産することはできないと決定されます。 2 つ目は、指標が同期していないことです。科学研究プロジェクトを発足させる組織は、国内の実情を考慮せず、盲目的に世界トップレベルを追い求めている。前回のサイクルのプロジェクトが完了したかどうかにかかわらず、今年の指標は一歩近づいたはずです。応募部隊は自らの実力を考慮せず悪意を持って競争した。応募の際には指標を競い合いました。最も高い指標を提案した人が、2年後にどう成果を出すかなど気にせず、プロジェクトを獲得した。このようなシステムであれば、既存の技術蓄積を基にして、100MHz の量産も可能であったはずです。しかし、指標の入札が終了した後、ターゲットが500MHzとなり、結局誰も対応できなくなりました。

タレント紹介。 2000年頃、同国は海外からの留学生を誘致し、帰国させて起業してもらうための人材政策を実施しました。この期間中、陳大同と呉平は帰国して Spreadtrum を設立し、魏樹然も帰国して RDA Microelectronics と他の多くの国内 IC 設計会社を設立しました。これらの企業は当初、工業グレードの製品や主要部品を製造するという野心を持っていたかもしれませんが、すぐに工業環境が適していないことに気付きました。中国の完全な機械はまだ今日のHuaweiやZTEほど強力ではありませんでした。市場規模は小さく、技術的な信頼性要件は高く、設計サイクルは長かった。そのため、このグループを生き残った企業は、消費者市場と2008年頃の中国製の模倣携帯電話ブームの波に頼って、当初の蓄積を完了し、好循環に入ることができました。しかし、工業グレードや主要部品の人材導入はそれほどスムーズではありません。

まず第一に、適切な候補者が非常に少ないです。たとえば、米国では、ワッセナー協定の制限により、中国人はADI/TIなどの企業の中核的なADC製品の研究開発部門に入ることができません。中国にある研究開発センターでも、高性能 ADC 製品を除いて、中国本土のエンジニアはインターネットを通じて親会社の設計のほとんどを見ることができます。これは、1990 年代にガラスの家に閉じ込められていた気象局のスーパーコンピューターの単なるレプリカです。

2009年、李博士が米国のADIから帰国しました。彼は違法な手段で高性能DAC製品の領域を取り戻し、国産DAC製品の性能指標を大幅に向上させました。しかし、この事件は2013年に発覚し、ADIと米国政府から抗議を受けた。李氏の事件をきっかけに、米国政府は主要部品の研究開発への中国人の参加をより厳しく管理するようになり、中国を行き来する留学生に対する監視も強化した。その後、RFMDのVanchip盗作と天津大学教授の張昊氏に対するFBIの罠が発覚した。それが真実か虚偽かはともかく、それは中国に帰国して主要部品の研究開発に従事する留学生たちに心理的な影を落とした。米国との往来の個人の自由を維持するために、多くの人が国内の高性能基幹部品の研究開発業務に参加する機会を放棄しました。

同時に、国際市場において、ファーウェイとZTEは国際的な知的財産権のゲームのルールを遵守する必要があります。 Li 氏の方法と製品は、通常のデバイスメーカーには採用できず、業界の問題を実際に解決するものではありません。逆に、ファーウェイやZTEは国内サプライヤーを導入する際に知的財産権をより重視しており、国内メーカーに無実を証明することを要求している。中には、国内サプライヤーの創業者にADI/TIの履歴書を持たないことを要求するという極端な要求まで出ており、国内での代替の進展にさらに深刻な遅れをもたらしています。最後に、知的財産問題がない軍事分野では、2013年の暴露の影響で、今のところ李博士の製品が装備され使用されているのを見たことがなく、残念です。

機械工場全体が自ら一生懸命働いています。高性能基幹部品の分野で真の躍進を遂げた唯一の国内企業は、ファーウェイの子会社であるハイシリコンだ。 Huaweiの惜しみない投資のおかげで、HiSiliconのKirinの成果はよく知られています。同社はまた、高速光通信やスイッチングチップでも画期的な進歩を遂げ、ブロードコムなどが長年かけて築いてきた技術障壁をローエンドからゆっくりと崩しつつある。しかし、任氏の以前の講演では、HiSiliconはスペアタイヤとして位置付けられていました。任氏は、顧客に最高のパフォーマンスを提供するためにファーウェイが最高のデバイスを使用することを要求し、最高のパフォーマンスを達成できない場合はハイシリコンは使用しないと述べた。実際、私はこの考えは問題があると思います。チップ業界には、多くの問題が実験室では検出できず、大規模に適用されたときにのみ発見、改善、強化できるという特徴があります。インジケーターが不良だと分かったらすぐに使用しないと、問題を発見する機会が永遠になくなり、このスペアタイヤは常に紙でできており、道路に出るやいなや壊れてしまいます。実際、Kirinが現在のような形になったのは、Huaweiの端末部門が自らの努力にもかかわらずK3V2の使用を強いられたからである。

上記の問題は国家レベルでも注目されています。 2013年9月、国務院の馬凱副首相が集積回路産業を調査し、その後、国は新たな集積回路産業の活性化計画を導入した。代わりに、株式投資を通じて集積回路企業を支援する産業基金が設立されました。同時に、清華紫光集団が率いる国内の民間資本が政府資金と結びつき、国際市場で狂ったような買い漁りを始めた。同社は、Spreadtrum、RDA、OmniVision などの企業を買収しました。しかし2015年、清華紫光集団と大手ファンドシステムの買収ラッシュは障害に遭遇し始めた。 NANDフラッシュ業界に参入するためにマイクロンとウエスタンデジタルを買収しようとした彼らの試みは阻止され、チャイナ・リソーシズによるファーチャイルドへの提案は拒否された。フィリップスの照明事業の買収さえも、パワー半導体技術の流出を懸念した米国政府のせいで中止された。振り返ってみると、もともと国内企業であるスプレッドトラムや、もともと中国企業であるオムニビジョンのような企業を除いて、軍事用途にも活用できるRFやADCなどの主要構成技術はおろか、買収を通じて本物の中核技術を獲得したことはなかった。アメリカ人はそれらを売らないだろうと結論づけられる。

行き詰まりを打破するにはどうすればいいでしょうか?

著者は、高性能の主要集積回路部品のブレークスルーに貢献する要因として、十分な資金援助、完成機メーカーの協力、忍耐強いチームの 3 つがあると考えています。

資金問題を解決するには？中国共産党第18回全国代表大会では、資源配分において市場が決定的な役割を果たすことが求められている。チップの研究開発には多額の投資と高いリスクが必要であり、最終的に高い成果を達成できるのは幸運だけです。政府は現在、大規模な基金を通じて資源配分を決定しているが、必ずしも最終的な勝者を選べない可能性がある。さらに、国有資産の価値を維持・増大させようとする圧力やモラルハザードもあり、投資行動を歪める恐れがある。さらに、国有資産の大規模な投資はクラウディングアウト効果も引き起こし、業界に投資される民間資本の量を減少させるだろう。

著者は、民間資本を誘致することが最善の方法だと考えている。十分に大きな市場と十分な利益がある限り、民間資本は誘惑されるだろう。当初はチームの技術レベルがまだ高度ではなく、世界的な競争に参加できなかったため、獲得できる市場規模はそれほど大きくありませんでした。完成機メーカーへの補助金や報奨金を通じて、国内のチップメーカーが初期段階では完成機メーカーのコスト競争力を損なうことなく高値で販売できるようにし、超過利益を得て巨額の研究開発投資を補い、民間資本を誘致するために、国が介入すべき時が来ている。後期段階では、チップ設備の累計数に応じて補助金が徐々に削減され、最終的に市場価格に達し、企業が国際市場に参入して競争に参加できるようになります。この政策の利点は、資金が確実に競争力のある市場プレーヤーに費やされることです。最終的に装備が整い、その製品が使用可能になった人には補助金が支給されます。もちろん、補助金詐欺の防止には注意が必要です。

研究開発のリスクや誤った選択によるリスクについては、民間資本に負担させるべきである。民間資本は自らの資金を投じるのだから、当然チーム選びも慎重になり、研究開発が失敗しても冷静に受け止めることができる。こうした国の補助金は複数の民間投資を引き付けることができ、そのうちの一つが量産化されれば国は利益を上げることになる。

もちろん、これらすべての前提は、我が国が依然として強力で国際競争力のある完成機械産業を有していることです。まだ初期段階にある国産の IC を試してみようという意欲があるのは彼らだけです。国産ICの普及活動の中で、私が最も感動したのは、機械メーカー各社の技術スタッフの方々でした。彼らは営利を目的とした会社ではなく、心の底から国内のICを助けたいと考えていました。時には、上司が辞めることを許しても、国内のサプライヤーが問題を見つけられるように、残業し続けることもあった。

幸運の裏返し。おそらく、何年も経ってから振り返ってみると、このZTE事件は国内IC業界にとっての転機となったのかもしれない。しかし、何があっても、彼がこの困難な時期を乗り越えられることを心から願っています。

今日頭条の青雲計画と百家曼の百+計画の受賞者、2019年百度デジタル著者オブザイヤー、百家曼テクノロジー分野最人気著者、2019年捜狗テクノロジー文化著者、2021年百家曼季刊影響力のあるクリエイターとして、2013年捜狐最優秀業界メディア人、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト北京3位、2015年光芒体験賞、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト決勝3位、2018年百度ダイナミック年間有力セレブなど、多数の賞を受賞しています。