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20世紀最偉大的發明之一是半導體集成電路。半導體集成電路有兩個諾貝爾物理學獎成果，一個是獲1956年諾貝爾物理學獎的半導體晶體管，另一個是獲2000年諾貝爾物理學獎的集成電路。1958年德州儀器公司研究人員基爾比發現，可以將原先由各種分立元件構成的電路，以晶體管的歸一化方式集成在半導體基體上。這樣一來，原先由電子工程師擔負的電路設計和制造任務，便轉移到IC設計部門，電子工程師可以“傻瓜化”地使用集成電路。當集成電路進入SoC或成套芯片的IT產品平臺時，IT產品的最終生產領域便進入傻瓜化產業時代，即山寨產業時代。 集成電路的知識集成與知識平臺 集成電路的知識成果與知識行為集成，使知識成果與知識成果應用徹底分離，形成了電子技術領域的山寨化基因。所有使用集成電路的工程師都不必過問芯片中的知識成果，一個普通的電子工程師可以傻瓜化地實現過去必須由高級電子技術專家才能完成的電子設計任務，這就是集成電路誕生后的傻瓜化或山寨化應用現象。 (1)知識成果與知識行為集成 集成電路誕生前，電子工程師在形形色色的分立電子元器件基礎上設計與制作電路，來實現電路技術成果的創新與應用。集成電路誕生后，集成電路設計者將許多成熟的電路技術成果轉化成集成電路。電子工程師使用這些集成電路進行更高層次的應用時，不再需要了解集成電路中的知識成果，這就是集成電路的知識平臺概念。 當基本的數字邏輯集成電路出現后，電子工程師用“與”、“或”、“非”等邏輯集成電路創造出脈沖計數器電路時，并不需要了解數字邏輯集成電路的工作原理。當脈沖計數器、定時器、振蕩器集成電路出現后，電子工程師只要了解這些集成電路的外部特性與使用方法，就可以構成一個日歷時鐘。 集成電路中不僅集成有電路的知識成果，還集成了電路的知識行為。例如，脈沖計數器集成電路中，有脈沖計數電路知識成果，還具備脈沖計數的行為能力。給脈沖計數器加電，就能對外部脈沖計數，并將計數結果以電平高低狀態呈現在外部引腳上。這種知識行為能力，使集成電路成為構成系統電路的基本功能模塊。例如，當人們給手機設計日歷時鐘功能時，不再需要重新設計與制作日歷時鐘電路，只要添加一個日歷時鐘芯片，或集成一個相應的IP內核。 (2)集成電路知識平臺的基本特性 集成電路中集成了人類已有的知識成果，人們使用集成電路時不再需要了解這些知識成果，就能在這些知識成果的基礎上，進行新領域的知識探索。因此，集成電路是一個典型的知識平臺。集成電路知識平臺有分離性、黑箱性、黑洞性、山寨性等特性，其中分離性是最基本的特點。 集成電路的分離性，是指知識創新與創新知識應用的分離。集成電路誕生前，人們就發明了日歷時鐘電路原理，電子工程師必須了解日歷時鐘原理，才能在系統中設計與制作一個日歷時鐘電路。集成電路誕生后，IC設計者將日歷時鐘原理知識成果轉化成日歷時鐘芯片，電子系統工程師在為手機設計日歷時鐘功能時，只需添置一個時鐘芯片，不再需要了解日歷時鐘電路原理。 集成電路的黑箱性，是指知識創新與創新知識應用分離后，集成電路使用者無法了解集成電路中的知識成果。知識成果被集成電路制造者所壟斷，不會產生知識成果從IC設計者到IC使用者的轉移。 集成電路的黑洞性，是指隨著集成電路的發展，集成電路中的電路知識成果會無限地集成下去。隨著集成電路中知識成果的不斷豐富，集成電路使用者的知識則不斷貧困化。我們可以從門電路、脈沖計數器、定時器、日歷時鐘的演變過程中了解集成電路的黑洞性。 集成電路的山寨性，是指集成電路分離性、黑洞性發展到極致狀態下的“傻瓜化”應用特性。集成電路使用者無需了解芯片中的知識原理，就能實現知識原理的應用，在早期的邏輯門電路時代，系統電路中設置計數功能時，必須在邏輯門電路基礎上設計、制作;出現了計數器芯片后，系統電路中設置計數功能時，唯一要做的事，就是購置一個計數器芯片，將計數器芯片連接到系統電路中。 由VCD引發的山寨產業現象 集成電路誕生后，電路系統設計進入到“器件解決”時代。在“器件解決”時代，電子系統設計工程師從原先基于電路原理的系統設計演變為集成電路基礎上的整合設計。在系統電路中添置某些功能時，不再需要從設計電路開始，只要尋找到一個集成電路芯片就行。如果將山寨行為理解為傻瓜化行為，那么，這種“器件解決”模式便是一種產品研發中的山寨化行為。 當大規模集成電路出現后，不斷吞食系統電路中的各種功能。半導體商可以輕易地將一個產品的電路系統集成在一個或一套芯片之中。VCD機制造商想要生產這一產品時，只需向半導體商購買VCD套件(VCD機的產品知識平臺)，在半導體商售后的技術支持下，實現VCD 機的傻瓜化生產。這就是為什么我國一些鄉鎮企業可以.在沒有一個專業工程師的狀況下，迅速實現VCD機的大規模生產的原因。這就是由VCD引發的山寨產業現象。由VCD產業現象可以看出以下三個山寨化產業特點： (1)扇形結構的產業模式 VCD集成電路套件，是一個集成了VCD知識成果的知識平臺商品。人人都可以購買，都可以在半導體廠家售后服務的技術支持下，完成VCD機的產品化設計與 VCD機的大批量生產。理論上講，只要有一個VCD知識平臺商品，就能供N個VCD機廠家使用，用來滿足全球范圍的消費需求。這就是IT行業中的扇形產業結構。知識平臺的商品性，使知識成果應用呈快速的扇狀擴展態勢。 (2)知識成果的壟斷與駕馭 知識平臺的黑洞性，使知識成果最大化地集成在知識平臺中;知識平臺的黑箱性，屏蔽了知識平臺中的知識成果。形成了半導體廠家對知識成果的壟斷與駕馭。VCD機制造商無法窺見集成電路套件中技術秘密，N個VCD機制造商的產品更新換代都要依靠同一個半導體廠家。 (3)傻瓜化的生產方式 基于半導體集成電路知識平臺的IT產業領域中，集成電路不斷將產品中的知識成果最大化地集成其中，使最終產品生產環節的知識投入越來越少，最后成為OEM的組裝化生產。在這種知識平臺的扇形產業結構中，產品的所有核心知識成果都封閉在知識平臺中，不可能出現技術成果的轉移。半導體的知識產權利益都體現在集成電路的成本當中，VCD機生產商使用的是集成電路商品。半導體廠家在售出VCD套件后，沒有任何理由要求VcD機生產商支付VCD的專利使用費，半導體廠家成套的技術方案支持，本質上是集成電路商品的售后服務內容。 山寨產業是IT產業的必然趨勢 集成電路的知識成果與知識行為集成，蘊含了山寨化基因。當把成熟的電子技術成果集成到硅片上，成為集成電路后，電子技術工程師便拋棄這些電子技術成果知識，實現了在集成電路基礎上傻瓜化應用。 當集成電路發展到超大規模，加之微控制器的誕生，IT產品迅速向SoC過渡。每當某一IT產品技術發展成熟后，便會有半導體廠家跟上，實現產品技術的最大化集成，推出套件或SoC方式的產品平臺。這樣的產品平臺與最終產品只有一步之遙，可輕易地實現山寨化的生產方式。 IT產業山寨化是半導體集成電路產業發展的必然結果，是IT產業發展的成功之路。VCD產業發展就是明證。據說，最早的VCD機是由燕舞集團原創的技術成果，有可能引領 VCD產業大潮。然而，當某些半導體公司將VCD的技術成果轉化成集成電路套件，整合出VCD機的成套技術方案，與鄉鎮企業聯手實現山寨化生產方式后，燕舞集團便迅速退出了VCD產業的歷史舞臺。 在PC機產業中，也可看到山寨化的發展狀況。在Intel公司通用微處理器的硬件知識平臺基礎上，出現了眾多的OEM廠家。在OEM硬件體系與微軟操作系統軟件的基礎上，實現了PC機的組裝化生產。PC機的硬件知識發展被Intel公司壟斷，操作系統則依靠微軟公司獨家發展。此前在PC機領域的大批科研人員迅速地退出這一領地。 目前，手機領域正進入山寨化時代，這是因為圍繞手機的眾多技術均已到達成熟期。有現成的集成電路或IP核，IC設計、工藝低成本化，因此在不需要巨額投入的情況下，就能在極短的時間里，整合出低成本、高性能的手機軟硬件套件或SOC，能輕易地開展手機產業的山寨化生產。 IT產業中，山寨化道路是集成電路知識平臺發展的必然。山寨化的產業發展道路對原先的產業秩序會產生重大的沖擊，有些市場行為也需要有相應的政策規范。 知識平臺的山寨產業思考 山寨手機的出現，不是一個孤立事件，是集成電路發展的一個客觀規律。集成電路歸一化的知識成果與知識行為集成，使集成電路可以傻瓜化應用，這就是集成電路的山寨化基因。當集成電路距離產品系統較遠時，山寨化現象局限于科研領域，不被人們注意。當集成電路進入SoC時代，向產品平臺發展時，就必然導致IT產業的山寨化。 在山寨化產業發展中，VCD顯然是一個突破點。由于燕舞集團迅速退出，沒有出現山寨產業模式對原有產業秩序的沖擊，VCD的山寨化產業現象未被人們注意。然而，在手機行業原有市場領域中，已形成了一個由國內外巨頭多年經營的龐大的產業群體，山寨手機的出現無疑對原有手機行業的產業模式形成巨大沖擊，產生了轟動效應。 集成電路的山寨化基因，是歸一化的知識成果與知識行為集成。在微處理器誕生之前，集成電路中只有一維知識行為;微處理器誕生后，微處理器中出現了多維知識行為與中斷應急處理能力，具備了人類智力的仿真能力。在微處理器智力內核基礎上構建的通用計算機與嵌入式系統，都有巨大的山寨化傾向。因此，山寨化現象會突破IT產業，向整個社會蔓延開來。今天出現了山寨手機，明天可能出現山寨醫院。對此，人們應有心理準備。 參考文獻 1. 何立民 從嵌入式系統看現代計算機產業革命 [期刊論文] -單片機與嵌入式系統應用2008(1) 2. 何立民 建設單片機應用平臺,實施平臺開發戰略 2000(2) 3. 何立民 嵌入式系統的知識平臺與平臺模式 [期刊論文] -單片機與嵌入式系統應用2008(9) 4. 何立民 嵌入式系統的產業模式 [期刊論文] -單片機與嵌入式系統應用2006(1) 5. 何立民 從IC產業發展看知識經濟與知識產業 [期刊論文] -電子產品世界2000(1) 作者：北京航空航天大學 何立民 來源：單片機與嵌入式系統應用 2009 (1) |
