《電子技術(shù)應(yīng)用》
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中國是否依然適用?芯片技術(shù)“國際化分工協(xié)作”再思考

2020-09-25
作者:天高云淡Andi863
來源:EETOP

  摘要:芯片技術(shù)是人類智慧的結(jié)晶,在國際化分工協(xié)作的格局下,芯片技術(shù)得到了快速發(fā)展,人類也因此快速邁入了信息化、智能化社會(huì)。特朗普逆歷史潮流而動(dòng),打亂了這種格局,掀起了對(duì)華的科技戰(zhàn)、貿(mào)易戰(zhàn),目的是通過打壓中國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)特別是芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,企圖圍堵和阻滯中國的發(fā)展進(jìn)程。但實(shí)際上他對(duì)全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈參與各國都造成了傷害,包括賣方和買方,技術(shù)提供方和應(yīng)用方,當(dāng)然美國也不例外。這迫使我們要認(rèn)真思考一些問題,什么是理想的“國際化分工協(xié)作”?它如何才能穩(wěn)固、長久?中美是否還能回到以前的合作狀態(tài)?

  一、國際化分工協(xié)作的現(xiàn)狀

  改革開放以來,中國積極參與到全球化的發(fā)展進(jìn)程,中國科技人員和學(xué)者走出去,參與國際科技交流與合作;國外科技公司和高科技產(chǎn)品進(jìn)入中國,與本土應(yīng)用場景結(jié)合,開拓出廣闊的中國市場。科技界人來人往,技術(shù)和產(chǎn)品不斷向市場洼地流動(dòng),呈現(xiàn)出一派科技國際化分工協(xié)作、互惠互利、良性發(fā)展的勝景。2005年美國人托馬斯。弗里德曼出版的《地球是平的》成為當(dāng)時(shí)暢銷書,作者把開放源代碼、服務(wù)外包、離岸生產(chǎn)、供應(yīng)鏈和搜索技術(shù)等新鮮但不陌生的事情編織在一起時(shí),揭示了一個(gè)正在發(fā)生的深刻而又令人激動(dòng)的全球化發(fā)展趨勢。很長一段時(shí)期,還流行著科學(xué)無國界的說法。

  現(xiàn)在看來,在全球科技合作大潮下,我國改革開放前建立的芯片技術(shù)研究體系和產(chǎn)業(yè)體系受到了一定沖擊。我們與全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈深度融合后,帶來了正反兩方面的影響。正面影響是我國芯片應(yīng)用快速與國際水平接軌,采用國際先進(jìn)的芯片技術(shù)和產(chǎn)品,使我國的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展并領(lǐng)跑世界。負(fù)面影響是我們放松了基礎(chǔ)技術(shù)研究和原創(chuàng)技術(shù)創(chuàng)新,造不如買,自研不如引進(jìn)的思想流行,我們逐步形成了對(duì)國外芯片技術(shù)和產(chǎn)品的依賴。

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  圖1.全球化芯片產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀

  圖1是目前全球化芯片產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D。從芯片設(shè)計(jì)、材料、設(shè)備、芯片制造、封裝測試,到最后芯片在整機(jī)中的應(yīng)用,全球構(gòu)建了一條完整的芯片產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)創(chuàng)新迭代閉環(huán)。因此,芯片技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,并對(duì)其它相關(guān)產(chǎn)業(yè)形成了極強(qiáng)的輻射帶動(dòng)作用。這是全球科研人員和高科技企業(yè)共同努力下,形成的全球化分工協(xié)作的良好格局。

  從圖1可以看到,支撐芯片設(shè)計(jì)的重要技術(shù)(包括EDA軟件、硅IP、高性能芯片)主要由美國企業(yè)主導(dǎo);材料和設(shè)備相關(guān)技術(shù)主要由美、日、德、荷蘭和韓國企業(yè)主導(dǎo);芯片制造的晶圓代工中,大陸企業(yè)市占率僅5.7%,其它79.1%由臺(tái)、韓企業(yè)瓜分,IDM工廠以美、日企業(yè)為主;封裝測試大陸企業(yè)市占率達(dá)到了20.1%,美、臺(tái)企業(yè)為73.2%;在芯片應(yīng)用方面,大陸芯片市場規(guī)模占全球比例達(dá)到60.4%,美、日、歐合計(jì)才占39.6%。

  所以,目前國際化分工協(xié)作的現(xiàn)狀有以下特點(diǎn),一是芯片關(guān)鍵核心技術(shù)基本由美國、日本、荷蘭、德國、韓國和中國臺(tái)灣等國家地區(qū)把持。二是中國大陸有些公司的芯片設(shè)計(jì)水平達(dá)到了國際水平,但支撐技術(shù)卻被美國企業(yè)把持。三是中國從芯片設(shè)計(jì)和芯片應(yīng)用兩個(gè)環(huán)節(jié)深度參與了芯片技術(shù)的國際化分工協(xié)作。

  二、芯片產(chǎn)業(yè)鏈的微笑曲線

  從全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈的微笑曲線看(詳見圖2),芯片設(shè)計(jì)和芯片應(yīng)用是芯片產(chǎn)業(yè)鏈附加價(jià)值最高的環(huán)節(jié),中國從這兩個(gè)環(huán)節(jié)參與國際化分工協(xié)作是聰明和經(jīng)濟(jì)的自然選擇。雖然我們?cè)诋a(chǎn)業(yè)鏈的制造、封裝和測試環(huán)節(jié),并包括材料、設(shè)備、工具和工藝等基礎(chǔ)支撐方面,形成了對(duì)國外公司的依賴。但是,從芯片設(shè)計(jì)方面看,從2000年開始,在國家18號(hào)文和8個(gè)國家級(jí)集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)化基地促進(jìn)下,我國芯片設(shè)計(jì)業(yè)實(shí)現(xiàn)了高速發(fā)展,并出現(xiàn)了華為海思、紫光展銳、匯頂科技等一批優(yōu)秀芯片設(shè)計(jì)公司,設(shè)計(jì)水平已與國際接軌。

  從芯片應(yīng)用方面看,中國芯片進(jìn)口額連續(xù)多年超過了石油和鐵礦砂的進(jìn)口額,芯片成為中國最大宗的進(jìn)口商品。中國消費(fèi)了全球約60%的芯片,成為信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)大國。我們的網(wǎng)絡(luò)、通信、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等高科技產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。中國芯片設(shè)計(jì)與芯片應(yīng)用相結(jié)合,完善了國際化芯片技術(shù)創(chuàng)新迭代閉環(huán),促進(jìn)了芯片技術(shù)沿著摩爾定律快速發(fā)展,為全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈完善和技術(shù)進(jìn)步做出了中國貢獻(xiàn)。

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  圖2.全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈的微笑曲線

  但是,我們沒有重視制造、封裝和測試等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié),自然缺少了對(duì)芯片設(shè)計(jì)業(yè)的支撐保障,特別是還有隱藏更深、更基礎(chǔ)的技術(shù),包括材料、設(shè)備、工具和工藝等。這些弱項(xiàng)為特朗普卡我們芯片產(chǎn)業(yè)脖子提供了條件。2018年美國芯片禁運(yùn)可以使中興瞬間休克,2019年以來美國對(duì)華為的打壓從芯片、設(shè)備、技術(shù)幾個(gè)層級(jí)不斷深入,甚至制約全球所有公司利用美國技術(shù)為華為提供服務(wù)。這是我們放松了基礎(chǔ)技術(shù)研究,雖然參與了芯片國際化分工協(xié)作,但沒有向全球產(chǎn)業(yè)鏈貢獻(xiàn)自己的殺手锏技術(shù),沒有強(qiáng)有力反制技術(shù)手段,必然會(huì)面臨今天的芯片行業(yè)危機(jī)。

  那么,什么才是穩(wěn)定的沒有危機(jī)的“國際化分工協(xié)作”呢?

  三、理想的國際化分工協(xié)作

  在科技領(lǐng)域,理想的“國際化分工協(xié)作”就是參與者向全球產(chǎn)業(yè)鏈中貢獻(xiàn)出自己的殺手锏技術(shù),所有殺手锏技術(shù)的組合就是全球產(chǎn)業(yè)鏈,參與者可享受全產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)。圖3是芯片技術(shù)“國際化分工協(xié)作”示意圖。中間的齒輪象征全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈,圍繞的齒輪ABCDEFG象征各國參與者,每個(gè)參與者向全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈貢獻(xiàn)自己的殺手锏技術(shù)(藍(lán)虛線表示),并享受全球產(chǎn)業(yè)鏈合作與服務(wù)(紅實(shí)線表示)。在各國參與者的推動(dòng)下,全球化產(chǎn)業(yè)鏈的巨輪將快速運(yùn)轉(zhuǎn)。如果某國參與者要用自己的殺手锏技術(shù)卡其它參與者的脖子,勢必要考慮將被技術(shù)反制的后果。因此,這種國際化分工協(xié)作是穩(wěn)固的、理想的。

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  圖3.芯片技術(shù)“國際化分工協(xié)作”示意圖

  如果沒有殺手锏技術(shù)貢獻(xiàn),雖然也可以從市場應(yīng)用環(huán)節(jié)參與到 “國際化分工協(xié)作”中去,也可以享受芯片產(chǎn)業(yè)鏈的合作與服務(wù),但這種“國際化分工協(xié)作”是不理想不穩(wěn)定的,極易被有殺手锏技術(shù)的參與者訛詐或卡脖子。更嚴(yán)格地說,這種參與算不上真正意義上的“國際化分工協(xié)作”。目前我們芯片產(chǎn)業(yè)所處的困境就是深刻的教訓(xùn)。

  四、芯片自主可控觀點(diǎn)分析

  就象關(guān)鍵核心技術(shù)買不來、求不來一樣,理想的“國際化分工協(xié)作”是等不來、求不來的。只有通過重視基礎(chǔ)研究和原創(chuàng)性發(fā)明創(chuàng)造,我們只要在一兩個(gè)(甚至多個(gè))技術(shù)領(lǐng)域取得國際領(lǐng)先,并以此作為殺手锏技術(shù),參與到國際科技合作中去。這樣以來,全球產(chǎn)業(yè)鏈才離不開中國的貢獻(xiàn),“國際化分工協(xié)作”才能穩(wěn)固,中國的高科技發(fā)展才能行穩(wěn)致遠(yuǎn)。

  目前,在如何實(shí)現(xiàn)我國芯片產(chǎn)業(yè)自主可控的討論中,有兩種較典型的觀點(diǎn)。第一種是存在于部分非行業(yè)人士中,他們激昂慷慨,斗志高漲,主張什么都自己搞,要補(bǔ)齊所有短板,以應(yīng)對(duì)美國可能與我們?nèi)婕夹g(shù)脫鉤。第二種是存在于部分行業(yè)人士中,因?yàn)樘私庑袠I(yè),他們認(rèn)為技術(shù)積累需要較長時(shí)間,不是錢多就能解決問題(而且我們的投入強(qiáng)度不一定比國外大),他們認(rèn)為暴風(fēng)雨總會(huì)過去,國際化分工協(xié)作的常態(tài)還會(huì)回來。

  不過,持上述兩種觀點(diǎn)的人士也都呼吁我們應(yīng)該更加重視基礎(chǔ)研究和源頭創(chuàng)新。前者更強(qiáng)調(diào)加大研究力度,全面替代國外技術(shù)。后者強(qiáng)調(diào)加大研究力度,多出原創(chuàng)性技術(shù),但不主張什么都自己搞,希望未來可以繼續(xù)參與到國際化分工協(xié)作中去。

  中美是否還能回到以前的合作狀態(tài)?主動(dòng)權(quán)并不在我們,而是在美方。但是,我們重視了基礎(chǔ)研究和源頭技術(shù)創(chuàng)新,獲得了殺手锏技術(shù)后,芯片技術(shù)國際化分工協(xié)作將更有可能早日回來。同時(shí),加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和源頭創(chuàng)新,要采用任正非先生主張的大部隊(duì)攻城要“集中攻擊一點(diǎn)”、“釘釘子”的戰(zhàn)術(shù)。獲得我們的殺手锏技術(shù)是關(guān)鍵,是我們參與國際化分工協(xié)作的安全保障,也是我們高技術(shù)產(chǎn)業(yè)由大變強(qiáng)的重要標(biāo)志。

  結(jié)語:理想的芯片技術(shù)“國際化分工協(xié)作”中參與者都有自己的殺手锏技術(shù),因而不會(huì)被其它參與者卡脖子。僅以市場應(yīng)用參與國際合作,嚴(yán)格地說算不上參與了國際化分工協(xié)作。我們?nèi)绻裁炊甲约焊?,雖然可以應(yīng)對(duì)美國與我們?nèi)婕夹g(shù)脫鉤,但需要大強(qiáng)度的科研投入和相當(dāng)長的時(shí)間積累。我們需要自力更生,更需要加強(qiáng)國際合作。只要我們加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和源頭技術(shù)創(chuàng)新,在某些方面取得國際領(lǐng)先的技術(shù),向全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈貢獻(xiàn)自己的殺手锏技術(shù),就能在“國際化分工協(xié)作”中保持穩(wěn)固地位,中國高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的春天將會(huì)到來。

  


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