華為事件啟思：美國(guó)究竟有多少高科技公司？
華為事件啟思：美國(guó)究竟有多少高科技公司？
作者：王元
根據(jù)人民日?qǐng)?bào)5月28日最新消息，自美國(guó)商務(wù)部工業(yè)與安全局（BIS）將華為及其70個(gè)關(guān)聯(lián)企業(yè)列入美方“實(shí)體”黑名單以來，Micro-SD、WiFi、USB、JEDEC等國(guó)際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織迫于壓力，相繼禁止或暫停華為的合法成員資質(zhì)，全球一片嘩然。
美國(guó)針對(duì)華為的禁令，將對(duì)華為及其所在的信息科技行業(yè)造成多大的影響？這涉及到軟件產(chǎn)品、硬件產(chǎn)品、制造、供應(yīng)鏈、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、貿(mào)易、法律、政治等多個(gè)方面，除了當(dāng)事雙方，其實(shí)很難準(zhǔn)確評(píng)估。
在此，筆者想為廣大讀者系統(tǒng)梳理一下我們每一個(gè)人目前所依賴和使用的信息科技里面，有哪些具有影響力的美國(guó)科技公司，以及它們?cè)诩夹g(shù)版圖上的分布位置。本文將從應(yīng)用主線、研發(fā)主線兩個(gè)層面來展開。如下圖所示。
一、應(yīng)用主線
應(yīng)用主線，是以應(yīng)用產(chǎn)品為顆粒度，主要包括硬件產(chǎn)品、軟件產(chǎn)品，以及知識(shí)產(chǎn)權(quán)類產(chǎn)品。
所謂應(yīng)用產(chǎn)品，可以理解為其產(chǎn)品以直接或集成形式，服務(wù)客戶最終目標(biāo)需求的產(chǎn)品。它往往是以成品交付，比如，用戶買電視，那么電視就是一個(gè)應(yīng)用產(chǎn)品，因?yàn)樗苯臃?wù)于用戶看電視的目標(biāo)需求；再比如，電視廠商買液晶屏幕，那么液晶屏幕也是一個(gè)應(yīng)用產(chǎn)品，因?yàn)殡娨晱S商買了液晶屏幕，組裝到自己的產(chǎn)品里，然后再賣給終端用戶。
在應(yīng)用主線下，我們以手機(jī)為終端產(chǎn)品，可以梳理出2條分支：手機(jī)端和云端。這是由于手機(jī)的工作原理所致：一個(gè)手機(jī)用戶A與另一個(gè)手機(jī)用戶B實(shí)現(xiàn)通信與交互，其本質(zhì)是一連串0和1組成的數(shù)據(jù)流的交互，這個(gè)數(shù)據(jù)流的專業(yè)術(shù)語叫比特流。
比特流的傳輸，一般情況是雙向的，即從用戶與之交互的APP或者網(wǎng)頁應(yīng)用起始，通過手機(jī)發(fā)送到云端，再從云端發(fā)送到用戶B的手機(jī)上的過程。
在這個(gè)過程中，2部手機(jī)之間傳輸?shù)谋忍亓餍枰謩e經(jīng)過手機(jī)端技術(shù)棧和云端技術(shù)棧2個(gè)部分。下面，我們先看一看手機(jī)端有哪些在行業(yè)中有影響力的美國(guó)科技公司。
1、手機(jī)端
手機(jī)端技術(shù)可粗略歸納為3個(gè)不同層次，它們是應(yīng)用層、操作系統(tǒng)層和硬件系統(tǒng)層，其中，應(yīng)用層和操作系統(tǒng)層是軟件。貫穿這3層的還有知識(shí)產(chǎn)權(quán)類產(chǎn)品，它以專利授權(quán)的形式體現(xiàn)，很多情況下都不涉及具體軟件和硬件實(shí)體。下面，我們具體來看一下手機(jī)端有哪些有實(shí)力的美國(guó)科技公司，以及他們所在的技術(shù)層。
（1）應(yīng)用層
應(yīng)用層主要指的是辦公軟件、多媒體、AI應(yīng)用、VR等面向用戶的應(yīng)用程序，涉及應(yīng)用層的公司和產(chǎn)品往往是用戶最有感知的。在這之中，最具代表性的美國(guó)巨頭企業(yè)為微軟（Microsoft）、谷歌（Google）、蘋果（Apple）, 這3家美國(guó)公司市值總和接近2.6萬億美元。老牌美國(guó)科技企業(yè)IBM在應(yīng)用層的知識(shí)產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域也有布局，據(jù)映維網(wǎng)報(bào)道，2023年IBM在虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域（VR）的專利申請(qǐng)數(shù)排名全球第二。
（2）操作系統(tǒng)層
手機(jī)端的操作系統(tǒng)被安卓和iOS壟斷。大家知道，安卓是由谷歌研發(fā)推出的開源系統(tǒng)，iOS則是蘋果的閉源自用系統(tǒng)。
其實(shí)，微軟和甲骨文（Oracle）也歸屬于該層：微軟擁有安卓核心系統(tǒng)的專利，而甲骨文則擁有Java語言以及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)方面的核心專利，這些專利多針對(duì)底層技術(shù)，都是安卓系統(tǒng)本身所依賴的。
（3）硬件系統(tǒng)層
手機(jī)功能的硬件實(shí)現(xiàn)屬于此層。手機(jī)作為集計(jì)算、存儲(chǔ)、傳輸和顯示的多媒體設(shè)備，擁有眾多硬件功能模塊，涉及眾多元器件供應(yīng)商和技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，在此不一一贅述了。
在這些供應(yīng)商中，有影響力的美國(guó)公司有高通（Qualcomm）、德州儀器（TI）、博通（Broadcom）、鎂光（Micron）、亞德諾半導(dǎo)體（Analog Devices），還有一些體量相對(duì)較小但在手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)种匾钠髽I(yè)，如思佳訊（Skyworks）、威訊聯(lián)合半導(dǎo)體（Qorvo）等。
需要指出的是，著名移動(dòng)處理器知識(shí)產(chǎn)權(quán)企業(yè)安謀科技（ARM），本身是英國(guó)公司（隸屬日本軟銀旗下），但由于其研發(fā)中心很多在美國(guó)本土，所以受到美國(guó)政府的政策影響。
2、云端
我們?cè)賮砜匆豢丛贫恕?strong style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">與手機(jī)端類似，云端技術(shù)也可大致分為4層結(jié)構(gòu)：硬件層、虛擬化層、平臺(tái)層和應(yīng)用層。
（1）硬件層
硬件層主要涉及2大類硬件產(chǎn)品，一類是射頻基站方面的硬件，另一類是網(wǎng)絡(luò)傳輸與數(shù)據(jù)處理方面的硬件。
基站方面，除了前文提到的企業(yè)之外，具有影響力的美國(guó)企業(yè)還有阿爾特拉（Altera，隸屬英特爾）、賽靈思（Xilinx）、賽普拉斯半導(dǎo)體（Cypress），以及一些特定元器件供應(yīng)商如Acacia、Oclaro等。這些企業(yè)涉及射頻、數(shù)模轉(zhuǎn)換、光交換芯片、FPGA、MCU、存儲(chǔ)和電源管理等相關(guān)硬件領(lǐng)域。
網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)方面，具有影響力的美國(guó)企業(yè)有英特爾（Intel）、AMD、英偉達(dá)（Nvidia）、IBM、甲骨文（Oracle）、戴爾（Dell）、EMC（隸屬Dell）、思科（Cisco）、惠普（HP），涉及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、路由器、中央處理器芯片（CPU）、顯示處理器（GPU）、IT服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)等領(lǐng)域。
（2）虛擬化層
在4G/5G時(shí)代下的數(shù)據(jù)計(jì)算、交換和存儲(chǔ)離不開分布式集群式的服務(wù)器部署。虛擬化技術(shù)解決了硬件設(shè)備集群化部署與管理，以及單一硬件設(shè)備故障依賴的問題，屬于云端的核心技術(shù)層，已經(jīng)開始大規(guī)模普及。
在虛擬化層，美國(guó)科技企業(yè)在全球具有壟斷性技術(shù)優(yōu)勢(shì)，這些企業(yè)在技術(shù)版圖上呈現(xiàn)階梯型分布：首先，Intel、AMD、Nvidia和IBM作為芯片制造商，提供芯片架構(gòu)與處理器指令集的虛擬化技術(shù)；其次，威睿（VMware）、微軟、Linux基金會(huì)（美國(guó)非盈利組織掌握Linux內(nèi)核開發(fā)）提供操作系統(tǒng)內(nèi)核虛擬化技術(shù)；在被業(yè)內(nèi)稱為輕量級(jí)虛擬化技術(shù)的容器技術(shù)領(lǐng)域，也有Docker這樣的美國(guó)企業(yè)占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位；最后，還有甲骨文、紅帽（Red Hat,隸屬IBM旗下）、Canonical、思杰（Citrix）、網(wǎng)威（Novell）提供企業(yè)級(jí)虛擬化產(chǎn)品。
（3）平臺(tái)層
平臺(tái)層企業(yè)提供通常意義上的云服務(wù)。云服務(wù)層根據(jù)其服務(wù)終端對(duì)象不同，可分為2類：
A.直接面向終端客戶。根據(jù)Statista統(tǒng)計(jì)的2021年公有云平臺(tái)使用情況來看，亞馬遜（Amazon）、微軟、谷歌、IBM、VMware、Oracle分別占據(jù)第1到第6的位置，我國(guó)企業(yè)阿里巴巴排名第7。
B.面向云服務(wù)技術(shù)提供方。云服務(wù)的核心技術(shù)特點(diǎn)是分布式的服務(wù)。分布式服務(wù)技術(shù)有2種途徑獲得，一個(gè)是云服務(wù)公司自研，另一個(gè)是基于開源軟件開發(fā)或集成。這里，除了前文提到的美國(guó)公司，還有2家美國(guó)機(jī)構(gòu)值得重點(diǎn)關(guān)注，他們是Rackspace和Apache軟件基金會(huì)（Apache SoftwareFoundation，簡(jiǎn)稱ASF）。
Rackspace是一家美國(guó)云計(jì)算公司，他們與美國(guó)航天宇航局（NASA）在2010年合作創(chuàng)辦了開源云平臺(tái)OpenStack框架，很多云服務(wù)企業(yè)，例如華為，其云平臺(tái)正是基于此框架開發(fā)的。
另一個(gè)機(jī)構(gòu)是Apache軟件基金會(huì)。它是專門支持和研發(fā)開源軟件項(xiàng)目的美國(guó)非盈利組織，它所支持的很多開源項(xiàng)目，譬如Kafka、Spark、ActiveMQ、CouchDB、Tomcat等，在行業(yè)內(nèi)已形成準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（de facto），這些軟件已經(jīng)被云服務(wù)廠商廣泛采用，作為基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)納入其產(chǎn)品中。值得關(guān)注的是，因?yàn)锳pache軟件基金會(huì)是美國(guó)所屬機(jī)構(gòu)，所以該基金會(huì)的開源項(xiàng)目受到美國(guó)出口管理?xiàng)l例（EAR）約束。
（4）應(yīng)用層
應(yīng)用層是指面向用戶的應(yīng)用服務(wù)，比如國(guó)內(nèi)的微信、支付寶、蘇寧易購等，又比如國(guó)外的谷歌、微軟、Twitter、Facebook、Instagram等。由于在應(yīng)用層的美國(guó)企業(yè)對(duì)于國(guó)內(nèi)無論是市場(chǎng)占有率還是影響力都較為有限，而且又非不可替代，這里就不一一列舉了。
以上是根據(jù)應(yīng)用主線梳理的美國(guó)科技企業(yè)在技術(shù)版圖上的分布。可以看到，美國(guó)科技企業(yè)分布的特點(diǎn)是全技術(shù)版圖的覆蓋，無死角，特別是在操作系統(tǒng)、虛擬化和云平臺(tái)這3個(gè)特定技術(shù)點(diǎn)上具有行業(yè)壟斷優(yōu)勢(shì)。
如果僅僅只是分析美國(guó)科技企業(yè)在應(yīng)用主線方面的分布而不涵蓋研發(fā)主線，那么，對(duì)其實(shí)際分布的廣度和深度的認(rèn)知，將會(huì)是不完整的。
下面，我們沿著研發(fā)主線，進(jìn)一步梳理還有哪些美國(guó)科技企業(yè)，以及他們?cè)诳萍及鎴D上的分布情況。
二、研發(fā)主線
研發(fā)主線主要分析的是產(chǎn)品在設(shè)計(jì)階段所需要的工具，這些工具往往是由一些專門從事工具類產(chǎn)品研發(fā)的科技公司和機(jī)構(gòu)提供的。下面我們來梳理一下相應(yīng)的研發(fā)工具所涉及的美國(guó)科技公司。
一款硬件產(chǎn)品的研發(fā)，例如手機(jī)，可分為硬件研發(fā)和軟件研發(fā)。具體如下圖所示。
1、硬件研發(fā)
硬件研發(fā)有2個(gè)層面：硬件設(shè)計(jì)和硬件測(cè)試。下面分別梳理一下：
（1）硬件設(shè)計(jì)
硬件設(shè)計(jì)離不開電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）。EDA技術(shù)就是以計(jì)算機(jī)為工具，硬件設(shè)計(jì)者在其EDA軟件上完成電路設(shè)計(jì)、仿真和生成交付給制造廠商的硬件電路圖。
從目前集成電路的復(fù)雜程度和晶體管數(shù)量來看，可以不夸張地說，沒有EDA軟件就無法設(shè)計(jì)硬件電路，自然也就無法制造硬件了。需要指出的是，硬件產(chǎn)品的最小顆粒是芯片，下面來梳理一下芯片設(shè)計(jì)涉及到的美國(guó)EDA軟件巨頭。
在EDA領(lǐng)域，有3家公司幾乎把整個(gè)市場(chǎng)份額瓜分殆盡，僅2023年，全球EDA行業(yè)的總收入中有70%被這三家公司瓜分，他們分別是：楷登電子科技（Cadence）、新思科技（Synopsys）、明導(dǎo)國(guó)際（Mentor Graphics），這3家皆為美國(guó)公司（注：Mentor Graphic雖然在2016年被德國(guó)西門子并購，但是公司仍作為獨(dú)立子公司運(yùn)營(yíng)，且總部在美國(guó)）。因此，美國(guó)企業(yè)在EDA領(lǐng)域可謂具有壟斷性的市場(chǎng)與技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
（2）硬件測(cè)試
硬件測(cè)試,需要實(shí)驗(yàn)室測(cè)試與驗(yàn)證器材。在這個(gè)領(lǐng)域，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（Field Programmable Gate Array，簡(jiǎn)稱FPGA），憑借著其特有的通用性和可編程性，已經(jīng)被納入到設(shè)計(jì)流程中，成為硬件原型設(shè)計(jì)的重要測(cè)試和驗(yàn)證手段。
FPGA市場(chǎng)是一個(gè)相對(duì)小眾的市場(chǎng)，據(jù)Gartner預(yù)計(jì)，全球FPGA市場(chǎng)到2023年也就84億美元，但是，F(xiàn)PGA技術(shù)在短短二十多年中從電子設(shè)計(jì)的外圍器件逐漸演變?yōu)閿?shù)字系統(tǒng)的核心，其重要性不容忽視。該市場(chǎng)目前被4家美國(guó)科技企業(yè)牢牢把持，他們是：賽靈思（Xilinx）、阿爾特拉（Altera，隸屬Intel）、萊迪思（Lattice）、美高森美（Microsemi）。其中，僅賽靈思和阿爾特拉2家企業(yè)，已占據(jù)了全球89%的市場(chǎng)份額，技術(shù)專利達(dá)到6000多項(xiàng)，可見，美國(guó)企業(yè)在FPGA市場(chǎng)同樣具有壟斷性市場(chǎng)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
2、軟件研發(fā)
軟件研發(fā)有2個(gè)層面：工具鏈和計(jì)算機(jī)編程語言。下面分別梳理一下：
（1）工具鏈
現(xiàn)代軟件產(chǎn)品的研發(fā)是研發(fā)人員通過編寫特定計(jì)算機(jī)編程語言，然后利用該語言環(huán)境下的一系列工具，手動(dòng)或自動(dòng)對(duì)其編寫的代碼進(jìn)行編譯、執(zhí)行、調(diào)試、集成和測(cè)試的過程。在這個(gè)過程中使用到的一系列工具，叫做工具鏈（tool chain）。
商業(yè)化軟件產(chǎn)品，因?yàn)橛醒邪l(fā)周期和市場(chǎng)窗口的限制，大多使用市面上成熟的工具鏈產(chǎn)品，從而快速完成軟件產(chǎn)品的研發(fā)。
在工具鏈領(lǐng)域，美國(guó)既有蘋果、谷歌、微軟、Facebook、亞馬遜這種廣為人知的企業(yè)，也有Eclipse Foundation和Free Software Foundation這樣大型的開源軟件社區(qū)，他們都是美國(guó)非盈利機(jī)構(gòu)，還有Github（隸屬微軟）這樣的代碼托管服務(wù)公司。這些機(jī)構(gòu)提供的工具鏈基本覆蓋了從嵌入系統(tǒng)、手機(jī)，到PC、服務(wù)器上的應(yīng)用軟件研發(fā)場(chǎng)景。
（2）編程語言
計(jì)算機(jī)語言既是編程人員與計(jì)算機(jī)交互的入口，又是軟件生態(tài)的基石。根據(jù)TIOBE網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)的計(jì)算機(jī)語言排名，Java、C、C++、Python、VB、C#語言位列2024年前6位，同時(shí)上榜的還有Matlab、R這樣被廣泛用于科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域的語言。
在這些編程語言當(dāng)中，有很多已成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。需要指出的是，雖然語言本身已成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但其具體實(shí)現(xiàn)（專業(yè)術(shù)語叫編譯器）還是有版權(quán)的。以下表格匯總了上述編程語言的主要應(yīng)用場(chǎng)景、主流編譯器、以及版權(quán)歸屬情況。從中可以看到，這些語言的主流編譯器的版權(quán)均為美國(guó)公司或美國(guó)非盈利機(jī)構(gòu)所有。
三、結(jié)語
通過以上對(duì)美國(guó)科技企業(yè)在技術(shù)版圖上的分布及影響力分析，可以看到，美國(guó)作為互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)源地，技術(shù)根基深厚，技術(shù)維度廣闊，實(shí)力不容小視。我們需要認(rèn)識(shí)到，美國(guó)科技企業(yè)之所以能夠形成這樣體系化的分布，除了有市場(chǎng)化的自由引導(dǎo)，更離不開美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）這樣的專業(yè)政府機(jī)構(gòu)的頂層設(shè)計(jì)。這次，美國(guó)政府不惜動(dòng)用國(guó)家力量打擊中國(guó)一家民營(yíng)科技企業(yè)，更佐證了這一點(diǎn)。
同時(shí)，我們還需認(rèn)識(shí)到，大家熟知的開源軟件和自由軟件，其實(shí)都是受到美國(guó)出口管理?xiàng)l例約束的，所謂技術(shù)無國(guó)界，企業(yè)和機(jī)構(gòu)有國(guó)界。如何打破技術(shù)封鎖之路，任重而道遠(yuǎn)。
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