從智能手機(jī)、醫(yī)療設(shè)備到國(guó)防軍工都需要半導(dǎo)體。當(dāng)前，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為了國(guó)家戰(zhàn)略之爭(zhēng)，爭(zhēng)奪半導(dǎo)體行業(yè)主導(dǎo)地位的斗爭(zhēng)，正在演變?yōu)轭?lèi)似19世紀(jì)互為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的幾個(gè)大國(guó)為爭(zhēng)奪中亞控制權(quán)爆發(fā)沖突的博弈。只不過(guò)，如今這場(chǎng)現(xiàn)代博弈主要圍繞增強(qiáng)工業(yè)產(chǎn)能和開(kāi)發(fā)最新技術(shù)展開(kāi)。

雖然，在目前的全球產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈體系下，尤其是在智能手機(jī)市場(chǎng)，中國(guó)已經(jīng)形成了完整的電子產(chǎn)品制造產(chǎn)業(yè)鏈。不過(guò)，對(duì)于半導(dǎo)體行業(yè)的三類(lèi)公司而言，中國(guó)企業(yè)尚扮演著規(guī)則追隨者的角色。在美國(guó)持續(xù)的科技封鎖下，中國(guó)的半導(dǎo)體追趕之路如今又走到了哪步？

美國(guó)之壟斷

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)眾多，專(zhuān)業(yè)分工程度高，技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用是行業(yè)重要驅(qū)動(dòng)力。具體來(lái)看，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上下游包括三大環(huán)節(jié)：IC設(shè)計(jì)、晶圓制造加工以及封裝測(cè)試、應(yīng)用。

其中，IC設(shè)計(jì)是指根據(jù)終端產(chǎn)品的需求，從系統(tǒng)、模塊、電路等各個(gè)層級(jí)進(jìn)行選擇并組合，確定器件結(jié)構(gòu)、工藝方案等，實(shí)現(xiàn)相關(guān)的功能和性能要求，并將其委托給晶圓代工廠進(jìn)行生產(chǎn)加工；晶圓制造廠根據(jù)設(shè)計(jì)版圖進(jìn)行掩膜制作形成模板，在晶圓上批量制造集成電路，通過(guò)多次重復(fù)運(yùn)用摻雜、沉積、光刻等工藝最終將IC設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)好的電路圖移植到晶圓上；完成后的晶圓再送往下游封測(cè)廠進(jìn)行切割、焊線(xiàn)、塑封，以防止物理?yè)p壞或化學(xué)腐蝕，同時(shí)使芯片電路與外部器件實(shí)現(xiàn)電氣連接，最后移交給下游廠商。

當(dāng)前，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈其實(shí)是以美國(guó)為主導(dǎo)的一種壟斷模式。美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)幾乎占了全球市場(chǎng)份額的一半，雖然在1980年代，美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在全球市場(chǎng)份額中遭受了重大損失。在1980年代初期，總部位于美國(guó)的生產(chǎn)商占據(jù)了全球半導(dǎo)體銷(xiāo)售量的50％以上。但由于來(lái)自日本公司的激烈競(jìng)爭(zhēng)，非法“傾銷(xiāo)”的影響以及1985年至1986年的嚴(yán)重產(chǎn)業(yè)衰退，美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)失去了全球19個(gè)市場(chǎng)份額，并將全球市場(chǎng)份額的領(lǐng)導(dǎo)地位讓給了日本。

但在接下來(lái)的10年中，美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)開(kāi)始反彈，到1997年，它以超過(guò)50％的全球市場(chǎng)份額重新獲得了領(lǐng)導(dǎo)地位，這一地位一直保持到今天。美國(guó)半導(dǎo)體公司在微處理器和其他領(lǐng)先設(shè)備中保持了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，并在其他產(chǎn)品領(lǐng)域繼續(xù)保持領(lǐng)先地位。此外，美國(guó)半導(dǎo)體公司在研發(fā)，設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)方面保持領(lǐng)先地位。

根據(jù)美國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì)SIA《2020Factbook》報(bào)告，2019年美國(guó)公司擁有最大的市場(chǎng)份額，達(dá)到47％。其他國(guó)家或地區(qū)的行業(yè)在全球市場(chǎng)中占有5％至19％的份額；美國(guó)半導(dǎo)體公司約占全部半導(dǎo)體晶圓制造能力的81％；此外，亞太地區(qū)的半導(dǎo)體公司占美國(guó)產(chǎn)能余下的大部分，約為10％。約有44％的美國(guó)公司的前端半導(dǎo)體晶圓產(chǎn)能位于美國(guó)，其他依次是新加坡、中國(guó)臺(tái)灣、歐洲和日本。

當(dāng)然，美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)在全球的領(lǐng)導(dǎo)地位離不開(kāi)大規(guī)模研發(fā)投資帶來(lái)的技術(shù)突破和產(chǎn)品創(chuàng)新。半導(dǎo)體是由高先進(jìn)的制造工藝生產(chǎn)的高復(fù)雜的產(chǎn)品，而這些突破需要多年持續(xù)的巨大資本與人才投入才能實(shí)現(xiàn)。美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)一直注重研發(fā)，高投入帶來(lái)了技術(shù)領(lǐng)先，技術(shù)領(lǐng)先地位使美國(guó)公司得以建立創(chuàng)新的良性循環(huán)。

畢竟，在過(guò)去的20年中，美國(guó)年度研發(fā)支出（占銷(xiāo)售額的百分比）已超過(guò)10％。這個(gè)比率在美國(guó)經(jīng)濟(jì)的主要制造業(yè)中是空前的。根據(jù)2019年歐盟工業(yè)研發(fā)投資排行榜，就研發(fā)支出占銷(xiāo)售額的比例而言，美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)僅次于美國(guó)制藥和生物技術(shù)行業(yè)。顯然，研發(fā)支出對(duì)于半導(dǎo)體公司的競(jìng)爭(zhēng)地位至關(guān)重要，技術(shù)變革的迅速發(fā)展也要求制程技術(shù)和設(shè)備功能的不斷進(jìn)步。

由此帶來(lái)的美國(guó)在全球半導(dǎo)體行業(yè)的壟斷顯而易見(jiàn)。美國(guó)不僅擁有核心技術(shù)的壟斷，更是掌控著全球產(chǎn)業(yè)鏈。而當(dāng)美國(guó)及其伙伴國(guó)將一些關(guān)鍵材料、生產(chǎn)裝備列入管制清單時(shí)，自然就危及到了我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和相關(guān)工業(yè)體系的安全。

中國(guó)之追趕

與美國(guó)當(dāng)前半導(dǎo)體行業(yè)的先進(jìn)相比，中國(guó)在半導(dǎo)體行業(yè)仍呈加速追趕之勢(shì)。畢竟在美國(guó)從立法、產(chǎn)業(yè)政策、直接干預(yù)、貿(mào)易戰(zhàn)等多個(gè)角度來(lái)確立其半導(dǎo)體的全球領(lǐng)先地位時(shí)，中國(guó)正深陷運(yùn)動(dòng)之中。

如果說(shuō)20世紀(jì)60年代，全力投入“兩彈一星”讓中國(guó)得到很多；那么，70年代忽視的半導(dǎo)體，則讓中國(guó)也為此失去很多。

70年代，中美和中日先后實(shí)現(xiàn)邦交正?；?。70年代初，我國(guó)從日本引進(jìn)7條生產(chǎn)線(xiàn)，雖然有了設(shè)備，但技術(shù)、軟件能力卻沒(méi)有跟上，因此效果不佳。70年代末，美國(guó)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，中國(guó)引進(jìn)淘汰下來(lái)的二手設(shè)備，組成24條生產(chǎn)線(xiàn)，但是同樣因?yàn)榧夹g(shù)、軟件能力跟不上，因而沒(méi)有達(dá)成預(yù)期。加上彼時(shí)舉國(guó)封鎖，涉及引進(jìn)西方技術(shù)的事項(xiàng)往往被扣上“爬行主義”的帽子，批判打倒一番。在這樣的封閉里，中國(guó)自然就錯(cuò)失了發(fā)展良機(jī)。

世界半導(dǎo)體行業(yè)日新月異下，待中國(guó)再次回到世界，已經(jīng)落后20－30年。根據(jù)微電子學(xué)家王守武所說(shuō)，1977年，全國(guó)共有600多家半導(dǎo)體生產(chǎn)工廠，其一年生產(chǎn)的集成電路總量，只等于日本一家大型工廠月產(chǎn)量的十分之一。

雖然很快國(guó)家項(xiàng)目531工程和908工程就接踵而來(lái)，但目標(biāo)“普及5nm，開(kāi)發(fā)3nm，攻關(guān)1nm”的531，最終還是“引進(jìn)了設(shè)備，卻消化不了技術(shù)和管理”。而這一次的失敗，更大的原因在于，十年運(yùn)動(dòng)，中國(guó)半導(dǎo)體人才青黃不接，即使清楚軟件和管理更重要，卻巧婦難為無(wú)米之炊。

908的失敗是另一種典型。908工程，審批2年，論證3年，建廠2年，7年過(guò)去，華晶工廠一落地就落后。不但落后了先進(jìn)工藝4－5代，月產(chǎn)能也只有區(qū)區(qū)800片，連目標(biāo)產(chǎn)能1．2萬(wàn)片的一成都不到。面對(duì)沉重的銀行利息，華晶歷經(jīng)輾轉(zhuǎn)和反復(fù)，終于還是被央企華潤(rùn)收購(gòu)，成為現(xiàn)在的華潤(rùn)微電子。

面前這道積年累月長(zhǎng)成的天塹，盡管中國(guó)已經(jīng)花費(fèi)了數(shù)百億美元，試圖在半導(dǎo)體、更快速的計(jì)算機(jī)和智能手機(jī)以及更尖端設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，但從目前來(lái)看，中國(guó)的半導(dǎo)體追趕之路依舊遙遠(yuǎn)。

核心芯片國(guó)產(chǎn)化率低是個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。雖然我國(guó)在通信裝備方面，國(guó)產(chǎn)芯片已實(shí)現(xiàn)部分進(jìn)口替代，應(yīng)用處理器和通信處理器中國(guó)產(chǎn)芯片占比分別達(dá)到18％和22％，但在內(nèi)存設(shè)備和顯示系統(tǒng)中的國(guó)產(chǎn)核心芯片市場(chǎng)才剛起步，而在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通用電子系統(tǒng)的終端核心芯片上，國(guó)產(chǎn)芯片市占率甚至仍接近于0。

更重要的是，在關(guān)鍵品類(lèi)上，中國(guó)幾乎空白。換言之，中國(guó)仍然缺乏高端芯片的生產(chǎn)能力。可以說(shuō)，從設(shè)計(jì)軟件到制造芯片的各種零部件，以及芯片制造過(guò)程中所需要的光刻膠、特種氣體等，我們目前都難以滿(mǎn)足更高端芯片的制造需求。

以生產(chǎn)芯片所需要的光刻機(jī)為例，我們目前的產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)還難以支撐5nm芯片量產(chǎn)的光刻機(jī)技術(shù)，更談不上2nm方向的探索。即便是中國(guó)的主力中芯國(guó)際的芯片生產(chǎn)技術(shù)，距離國(guó)際的一眾芯片巨頭還有一代的差距。目前，中芯能量產(chǎn)的是7nm，但國(guó)際上普遍使用的已經(jīng)是5nm。

此外，光刻機(jī)的本質(zhì)問(wèn)題更是全球化的產(chǎn)業(yè)鏈問(wèn)題。一臺(tái)最高端的EUV光刻機(jī)里有十萬(wàn)多零部件，全球供應(yīng)商超過(guò)5000家。從光刻機(jī)構(gòu)成分析，美國(guó)光源占27％，荷蘭腔體和英國(guó)真空占32％，日本材料占27％，德國(guó)光學(xué)系統(tǒng)占14％。光刻機(jī)是全球化的結(jié)晶，如果讓一個(gè)國(guó)家或者一個(gè)地區(qū)做一個(gè)光刻機(jī)是不現(xiàn)實(shí)的。

因此，研發(fā)光刻機(jī)還不能成為唯一目標(biāo)，大國(guó)博弈中，打造半導(dǎo)體的完整產(chǎn)業(yè)鏈才是核心。顯然，目前，中國(guó)仍處于整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的制約中。并且，在這樣的情況下，美國(guó)政府還先后對(duì)華為、中芯國(guó)際、龍芯等國(guó)內(nèi)企業(yè)采取列入實(shí)體清單、打壓等措施，讓中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展不斷受阻。

此外，存儲(chǔ)器（三星、海力士、美光）要仰人鼻息；可編程邏輯芯片（FPGA）基本被Intel和賽靈思（Xilinx）壟斷；高鐵缺一不可的（IGBT）、數(shù)字信號(hào)處理芯片（DSP）、CPU、GPU、MCU、半導(dǎo)體設(shè)備、硅片等等也都依賴(lài)進(jìn)口。

后來(lái)居上勢(shì)在必行

不可否認(rèn)，中國(guó)在芯片技術(shù)方面落后于美國(guó)多年，想要完全追趕可能需要很長(zhǎng)的時(shí)間，畢竟工藝研發(fā)需要的花費(fèi)是累進(jìn)的，但現(xiàn)實(shí)也沒(méi)有這么悲觀。畢竟，憑借國(guó)家力量，統(tǒng)一方向，后來(lái)居上，是中國(guó)不可比擬的巨大優(yōu)勢(shì)。

比如曾經(jīng)的面板行業(yè)。就在5年前，“缺屏少芯”還是普遍存在的現(xiàn)實(shí)，面板是和汽車(chē)零配件、芯片、石油一樣年進(jìn)口額500億美元以上的商品。2010年尤其令人沮喪，中國(guó)臺(tái)灣供應(yīng)商聯(lián)合日韓品牌集體漲價(jià)。但是就在這之后，京東方累計(jì)耗資3000億，輪番虧損輪番投資，終于迎來(lái)回報(bào)，不僅逼迫日韓關(guān)閉低世代產(chǎn)線(xiàn)，把臺(tái)灣企業(yè)逐出市場(chǎng)，而且在連年虧損后實(shí)現(xiàn)盈利。

就目前半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，我們?cè)谥С职雽?dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的頂層設(shè)計(jì)上，不僅要進(jìn)行資金的投入，以及人才的投入，更重要的是要在體制機(jī)制上進(jìn)行改革。支持高端的科技人才開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研合作，或者是支持高端科研人才帶技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)業(yè)，允許其以更市場(chǎng)化的方式進(jìn)行更大尺度的包容試錯(cuò)。

因?yàn)榘雽?dǎo)體產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級(jí)是一項(xiàng)重大資本支出的投入，是依靠巨大資金堆積出來(lái)的。事實(shí)上，就在中興被制裁后，中芯國(guó)際向世界頂級(jí)光刻機(jī)制造商ASML購(gòu)買(mǎi)了一臺(tái)極紫外光刻機(jī)（Extreme Ultravidet Lithography），售價(jià)是驚人的1．2億美元。只一臺(tái)光刻機(jī)的價(jià)格，就超過(guò)了中芯國(guó)際一年的利潤(rùn)。

并且，這還只是一臺(tái)設(shè)備，并不是整條生產(chǎn)線(xiàn)。一條生產(chǎn)線(xiàn)，除了光刻機(jī)，還需要刻蝕機(jī)、薄膜沉積設(shè)備、單晶爐、CVD、顯影機(jī)、離子注入機(jī)、CMP拋光機(jī)等等。算成本的時(shí)候，記得算上每年20％的維護(hù)費(fèi)用，也可以不算，因?yàn)槿绻阆氡３衷陉?duì)伍最前列，基本每年都要更新。

再比如，我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)處于第二梯隊(duì)的比亞迪半導(dǎo)體以及華虹半導(dǎo)體，量產(chǎn)的芯片技術(shù)還距離中芯國(guó)際2－3代。如果這些企業(yè)要升級(jí)到中芯國(guó)際的7nm量產(chǎn)技術(shù)層面，其所面臨的將是巨大的資本開(kāi)支——現(xiàn)在行業(yè)主流的14納米或7納米芯片制造生產(chǎn)線(xiàn)的投資額以500億元起步，三星和臺(tái)積電的在7納米生產(chǎn)廠上的投資都超過(guò)了200億美元。而比亞迪半導(dǎo)體以及華虹半導(dǎo)體當(dāng)前的利潤(rùn)顯然難以支撐這種投入，也自然就陷入了兩難的困境。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是當(dāng)之無(wú)愧的“碎鈔機(jī)”，因此。為有效利用財(cái)政、人才和社會(huì)資源，亟需做好頂層設(shè)計(jì)和優(yōu)化布局，遴選出具備行業(yè)技術(shù)和資源優(yōu)勢(shì)的企業(yè)和機(jī)構(gòu)，進(jìn)行資金重點(diǎn)支持和政策扶植。推動(dòng)龍頭企業(yè)和機(jī)構(gòu)通過(guò)技術(shù)、管理和商業(yè)模式創(chuàng)新，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)“鏈?zhǔn)郊邸薄?/p>

一方面，發(fā)揮龍頭骨干企業(yè)在自主創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的創(chuàng)新引領(lǐng)與示范帶動(dòng)作用，形成研發(fā)和品牌優(yōu)勢(shì)，最終鞏固和形成多個(gè)區(qū)域布局合理、產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)明顯的國(guó)家半導(dǎo)體技術(shù)、人才和產(chǎn)業(yè)高地。比如，建設(shè)國(guó)家級(jí)的面向高校、科研院所和初創(chuàng)企業(yè)的軟件與硬件、單晶生長(zhǎng)與外延、芯片工藝、封裝等中試平臺(tái)，建設(shè)具備先進(jìn)工藝和運(yùn)營(yíng)水平的代工廠，推動(dòng)建設(shè)具有自主可控能力的垂直整合制造企業(yè)。

另一方面，如果美國(guó)持續(xù)對(duì)我們展開(kāi)芯片技術(shù)的封鎖，那么我們除了依靠自身的技術(shù)突破之外，可以試著和歐盟進(jìn)行合作，引入歐盟的芯片技術(shù)，或者和歐盟的廠家聯(lián)合。鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)有實(shí)力的企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)在國(guó)外設(shè)立半導(dǎo)體研發(fā)機(jī)構(gòu)，并開(kāi)展與國(guó)外半導(dǎo)體企業(yè)、科研院校的研發(fā)合作。支持國(guó)內(nèi)企業(yè)和機(jī)構(gòu)并購(gòu)境外半導(dǎo)體企業(yè)，積極參與國(guó)際技術(shù)和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，拓展國(guó)際合作渠道，提升國(guó)際資源整合能力，實(shí)現(xiàn)國(guó)際化經(jīng)營(yíng)。

從短期來(lái)看，中國(guó)的半導(dǎo)體戰(zhàn)略著眼于減少對(duì)美國(guó)的依賴(lài)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，中國(guó)在芯片制造方面的巨額投資最終將獲得回報(bào)，超越僅僅是時(shí)間的問(wèn)題。但在超越的那天到來(lái)之前，或許我們要更加努力的讓這個(gè)時(shí)間有所縮短。