为什么印度今天可以设计最好的芯片,但似乎完全无法开发晶圆厂——更不用说一个更广泛的电子产业了?最近,《芯片战争》的作者克里斯·米勒主持了一场讨论,和几位专家就这个话题进行了深入分析。
普拉奈·科塔斯坦的职业生涯始于一名IC设计师,曾在高通公司和TI工作,后来离开该领域加入智库。他目前是Takshashila研究所的副所长,最近与人合著了一本名为《芯片何时落地》的书,讲述了印度芯片行业的历史和对半导体地缘政治的探索。
摘要
印度的政治经济如何导致世界级的软件技术和服务,但却平庸的制造业
印度芯片制造业的未来前景如何
从印度国有企业的成功和失败中能学到什么
乔丹·施耐德:印度已经成为一个软件和设计的强国,而不是硬件或制造。从制造业和软件行业的角度来看,有什么没发挥出作用呢?
普拉奈·科塔斯坦:我们必须看看印度经济的历史才能了解这一点。在1991年之前,没有经济自由化,而且在很大程度上是由国家主导,即使是在技术领域。政府在所有行业中都扮演着主导角色,无论是钢铁、太空还是半导体。这和你在1978年之前的苏联所看到的也没有很大的不同。三家国有半导体公司的努力都失败了,我将这三家公司进行了一些比较。
这就是内部环境。外部环境是,印度被置于许多拒绝输出技术的政权之下,因为它在冷战期间被视为与苏联关系密切。结果是,国家承担了在技术方面做很多事情的责任。它在太空方面取得了一些成功,在国防方面取得了非常有限的成功,在核方面也取得了一些成就。因此,国家试图在半导体领域实施相同形式的步骤。这个时代的半导体事业是由政府和国有企业共同努力的。
起初只有两家政府运营的半导体公司,它们始于20世纪50年代。第一家公司名为半导体综合有限公司,或SCL。它是昌迪加尔的一家政府企业,从1984年开始使用5 μm CMOS生产芯片。因为它得到了政府的支持,所以它有大量来自印度顶级工程学院的毕业生和博士生。到20世纪80年代末,它还从一家名为Microsystems Incorporation的美国公司获得了一些技术转让,之后它还与罗克韦尔和日立进行了一些合作。因此,它转向了800nm CMOS。它落后于全球前沿几年,从未领先,但也没那么糟糕。
但此后你所看到的是,它无法生产大规模、引领潮流的商业芯片。它开始达到洛克定律的极限——该定律指出,晶圆厂的资本成本几乎每四年就会翻一番。因为它是一家政府经营的公司,所以没有动力投入大量资金来生产出口芯片。这不是政府公司应该做的事。它们被认为是经济的,它们应该保存在1991年以前的资本管制时期存在的宝贵外汇。没有任何认为你需要成长和成功的心态。最终,SCL落后了。它只为太空和核领域生产非常小众的芯片,而非商业芯片。此后,它被太空部接管,直到最近,它又回到了电子部。现在有传言称其正在进行改革,并将纳入私人领域。
另一个正在进行的平行努力是一家名为巴拉特电子有限公司(BEL)的公司。这又是一家政府部门的公司。它早在1959年就开始制造锗晶体管。1962年,它从菲利普公司获得了技术转让。在其鼎盛时期,它制造了近2000万颗晶体管。到了20世纪80年代,它也开始向集成电路的方向发展。
事实上,BEL也从RCA(美国无线电公司)获得了技术转让,这最终也导致了中国台湾地区和台积电的技术转让。所以在这个意义上有相似之处。但是,我们再次看到了同样的故事的重复。该公司开始生产并取得进展,但资本投资不多,而且它逐渐落后于其他公司。随着时间的推移,它只在有限的政府空间内进行生产。
乔丹·施耐德:你能把这两个国有半导体企业与航空航天工业和汽车行业进行比较吗?是否有类似的故事,就像印度其他努力建设自己的工厂一样?或者半导体行业内部的挑战导致了这些令人失望的结果?
普拉奈·科塔斯坦:这是一个很大的问题。这个故事取决于我们正在谈论的行业。例如,印度在汽车生产方面做得相当好。它确实出口了很多汽车,目前还不是电动汽车,但我们有一个非常好的两轮车工业和四轮车工业。现在,汽车行业的独特之处在于,早期的努力都失败了。同样地,也有一家政府经营的公司,但这家公司的成立是因为总理的儿子对它有特别的兴趣。他确实经营着一家名叫 Maruti的公司。政府投入了大量的政治资本。
这家公司有特殊的豁免,这样它就可以与外国公司合作,轻松地进行技术转让,进口大量零部件等。这种动力在其他一些行业并不存在。
现在,太空是印度取得成功的地方之一,月船号最近在月球南极着陆。在太空中,你看到的故事是,因为买家主要是政府,他们从来没有考虑过半导体所需的大规模资本扩张。举个例子,即使在今天,太空部的整个预算也不到10亿美元,而亚利桑那州台积电最新的晶圆厂一开始就是120亿美元。这只是向你展示了这两个领域的不同。
在需求较小的领域——太空和核能——你可以通过吸引一群聪明的人来实现技术的本土化。这些科学家通过一些技术转让很快学会了相关技术,然后随着时间的推移进行创新。但半导体的情况并非如此,因为需求不同,所需的资本成本也不同,买家来自全世界。你需要不断重复投资。因此,由于这些行业差异,在太空中有效的战略在半导体中不起作用,而对于汽车来说,这是一个完全不同的、独特的故事。
中国台湾地区和印度之间的路径分歧
乔丹·施耐德:普拉奈,你在书中提出的一个有趣的观点是,台积电和印度几乎是从同一个位置开始的——几乎在同一个起点。你们怎么看当时的台湾地区和印度。
克里斯·米勒:这是一个很好的问题。不仅是印度,新加坡也有特许半导体公司,成立于1987年,与台积电同年。
对我来说,我认为印度面临的有趣的事情是,它没有一个更广泛的电子生态系统。它试图在一个非常狭窄的基础上建立半导体制造,而中国台湾地区,在20世纪80年代,已经是OSAT(外包半导体封装和测试)的中心之一。让来自美国、欧洲或日本的行业代表想象用台湾地区制造芯片是很容易的,因为他们已经在那里封装芯片了。
印度公司面临的挑战之一是,他们没有金字塔的其余部分,而在没有底座的情况下建造金字塔的顶部是一项非常困难的任务。这仍然是印度今天正在努力解决的一个问题。
普拉奈·科塔斯坦:我同意这一点。中国台湾地区、日本甚至中国大陆都是从供应链的另一端开始的。他们从电子组装开始,然后是芯片封装,最后是晶圆厂和最终设计。印度的模式恰恰相反。即当我们开始做得很好的时候,我们也开始在设计方面做得很不错,因为我们已经有了一个很好的软件行业。这其中的关键区别还在于,由于国有模式,印度并没有在全球范围内融入供应链。因此,直到1991年,与外部世界的任何关系,尤其是与国际协会的关系,都被视为一个巨大的负担,因为外汇真的很珍贵。
台湾地区从20世纪50年代就开始开放市场。1978年后,全球供应链一体化的世界已经到达台湾地区、日本,甚至中国大陆,但直到1991年,印度才实现了这一点。那是一个完全不同的世界。
另一个重要原因是:正如我已经讨论过的,政府运营的公司没有竞争的动机。这一竞争激烈的空间需要不断注入资金和完成技术升级。当这些公司能够输出产品时,他们的买家已经有了很好的外国替代品,所以没有从他们那里购买,他们只是淡出了市场。台湾地区和印度在这方面的做法是不同的。
在SCL和BEL这两家公司之间,政府最终要求BEL停止生产芯片。政府告诉他们只进行集成工作,而SCL则被告知只生产芯片,因为他们负担不起两者的运行费用。在私营部门,你会把竞争视为一件好事,但在政府部门却不会。而在台湾地区,尽管ERSO(电子研究和服务组织)有政府领导的努力,但实际的工作是由多家公司和竞争对手完成的,而ERSO正与他们合作——台湾地区有竞争对手对他们有利,而在印度却不是这样。
最后一个原因是一种向内看的方法。商业政策困难重重,进口困难重重,而且关税过高。即使是BEL和SCL也有记录在案的文件,说明它们很难对前进到下一个节点所需的设备进行升级。最终,他们只能在竞争中落后,而台湾地区的情况并非如此。
克里斯·米勒:我认为也有一些相当深刻的政治经济因素可以解释为什么印度从不接受出口导向型的增长。您可以假设中国台湾地区很小,所以它除了出口之外没有其他选择。也许这有些道理,但是中国大陆很大,它在上世纪80年代和90年代接受了出口导向型增长。如果印度在外汇方面面临着这一挑战,为什么不把增加出口作为一个潜在的解决方案呢?
普拉奈·科塔斯坦:你必须看到印度反殖民斗争的历史。当印度获得独立时,第二次世界大战刚刚结束,所以与世界大战有关的控制(贸易壁垒)已经开始运作。这使得出口和进口都很困难。有一种被与世界的联系所利用的历史经历,贫困率非常高。
当时,对自由市场经济是否有效还存疑,15-20年后我们才做出了选择。在此之前,这是一个51/49的事情。一些国家,如苏联,也在增长。因此,当时的印度政治思想,感觉更接近苏联模式。
就像你说的,外汇的一个解决方案是大量出口并赚取外汇。虽然这也是政府最初的想法,但他们意识到这不会很快发生,因为一切都得到了控制。他们学到的教训是,我们应该通过限制进口来保护外汇,而不是通过实际生产来促进出口。
克里斯·米勒:我认为,外汇问题是印度政策制定者思考的核心问题。台湾地区也有同样的问题,但他们选择了一种不同的处理方法,那只是为了保持他们的低汇率,使得消费者购买任何东西都太贵。这解决了他们的外汇问题,并使出口变得便宜。印度的情况恰恰相反,很长一段时间以来,印度的许多指标都被高估了。
普拉奈·科塔斯坦:事实上,在1966年看到韩国和其他国家这样做后,也有人试图让印度货币贬值。当时的想法是,使货币贬值,作为交换,它将与美国政府进行一些粮食方面的合作,但印度和美国政府在这方面发生了争执。印度总理认为,协议中的美国部分没有得到落实。早在1966年之后,印度就完全采用了社会主义模式。记住,在你看到出口增加之前,贬值会产生一些短期的不利影响。我们没有给事情恢复的时间,在那之后我们就完全搞社会主义了。
软件与硬件和小规模的行业预订
乔丹·施耐德:你提到印度的发展模式与日本、韩国和中国台湾地区的相反方向。你是一位专注于软件的开发策略的专家。从基于历史的政治经济学看,这种力量是如何在20世纪发展起来的?
普拉奈·科塔斯坦:由于这些控制,大规模制造业对劳动力的控制达到了疯狂的程度,例如,无论你是否可以雇佣或解雇工人。在经济自由化前的时代,这些控制非常高。某些物品的制造仅限于小型部门。这意味着该公司不得不保持规模较小。某些行业的公司不允许引入更多的资本、设备等。这项政策始于手工玩具,但信不信由你,到了20世纪90年代,甚至电子产品也被纳入其中。你能想象吗?
印度的人力资本故事再次开始于20世纪50年代。独立后,它在高等教育上投入了很多,但在小学教育上投资不多。这就是为什么我们在太空、核技术和半导体领域表现良好的部分原因——有一个技术上健全的人的基础。
当软件行业开始进入时,有趣的是软件公司不受行业监管。我提到的限制不适用于软件。它们是根据《商店和机构法》制定的,这与《工业法》非常不同。合同规范更容易。对雇佣和解雇的限制要小得多。这就是为什么这个行业会腾飞的一个重要原因,而其他行业却没有。
顺便说一下,印度的软件故事始于一家半导体公司,实际上,TI印度公司是第一家在班加罗尔设立的跨国公司(MNC)。在印度有大量的软件工作,与卫星通信相关的事情开始于1985年。随着时间的推移,在20世纪90年代,印度市场开始自由化,又有更多的跨国公司进入印度。2000年,千年虫危机确实促进了印度的软件出口。那时印度已经做了很多工作,而后更多的半导体设计公司开始在那里成立。
我在2003年加入TI公司,当我加入的时候,TI印度已经有将近18年了。到那时,TI印度已经在进行系统级的开发工作,不只是后端工作。例如,最快的,工业领先的数字到模拟转换器是由TI印度制造的。印度是TI除美国以外的研究员人数最多的国家。
然后你会看到更多的公司,从英伟达到AMD,都在印度设立分公司。所有的公司都在不同的专业水平下工作。有些人与大量的工程师一起进行了后端的工作。这些公司只是利用了劳动力套利和人数众多的事实。
另一方面,其他一些公司在从事架构级的工作方面也根深蒂固。
有趣的是,随着所有这些公司的加入,设计服务业开始活跃起来。这些服务公司为TI、AMD等公司的设计公司提供特定项目的劳动力。
当我们看到半导体的增值图时,这一点并不经常被提及,但这在印度是一件大事。有很多人在提供这些服务。Infosys和Tata Consultancy Services等知名软件公司也提供硬件和超大规模集成电路硬件服务。这些公司还雇佣了这些设计公司的员工,这是下一个阶段。
我认为,我们今天的硬件领域与10-15年前的软件领域不同,10-15年前没有印度的软件产品,尽管有很多服务和软件服务。这就是我们在硬件方面的优势。在设计方面有很多专业技术,但我们没有好的产品。硬件设计将是这类行业的下一个飞跃。这就是我们今天的处境。
天高皇帝远
克里斯·米勒:政府之所以没有像限制其他领域一样限制软件,是因为他们不了解它吗?或者是因为软件行业在80年代后期发展,当时拉吉夫·甘地领导了部分市场自由化?这是一个按时间顺序排列的故事,还是只是官僚们不知道软件会变得重要?
普拉奈·科塔斯坦:两者都有。就像在很多地方一样。1969年发表的论文指出,我们正沿着错误的经济轨迹前进。因此,到了20世纪80年代,政府内部已经意识到这不是正确的战略。从1985年起,我们已经进行了部分经济自由化。这种意识是存在的,而且当时软件也是如此无关紧要,以至于他们想,“为什么还要限制它?”
同样重要的因素是,软件开始在班加罗尔起飞,班加罗尔位于印度的南部,远离该国北部的权利中心德里。班加罗尔是印度连接全球最紧密的城市,拥有大量优秀技术机构的生态系统,包括印度科学研究所(IISc),这是印度最好的研究生科学机构。
我谈过的所有这些公司,技术公司,甚至是政府运营的公司,都是在班加罗尔在这个远离德里的生态系统中开始的。州政府只是说,让我们做个实验吧,没有什么可失去的。这很有帮助。