美智庫(kù)報(bào)告：中國(guó)芯片創(chuàng)新緩慢，想突圍有點(diǎn)難

原標(biāo)題：美智庫(kù)報(bào)告：中國(guó)芯片創(chuàng)新緩慢，想突圍有點(diǎn)難

日前，美國(guó)兩大智庫(kù)之一的 CSIS（戰(zhàn)略與國(guó)際研究中心）發(fā)表題為“Learning the Superior Techniques of the Barbarians：China’s Pursuit of Semiconductor Independence”的報(bào)告，從美國(guó)角度論述了他們對(duì)中國(guó)發(fā)展半導(dǎo)體的看法。

撰寫(xiě)該報(bào)告的作者 James Andrew Lewis 是 CSIS 的高級(jí)副總裁。在加入 CSIS 之前，他曾在美國(guó)國(guó)務(wù)院和商務(wù)部擔(dān)任外交事務(wù)官員和高級(jí)行政人員。

報(bào)告認(rèn)為：

• 中國(guó)在半導(dǎo)體方面投入了巨資，這些投入正在取得成果，但目前仍然依賴西方技術(shù)。

• 中國(guó)是一個(gè)技術(shù)凈進(jìn)口國(guó)，芯片和技術(shù)進(jìn)口仍將是未來(lái)許多年的常態(tài)。

• 中國(guó)創(chuàng)新增長(zhǎng)的趨勢(shì)面臨風(fēng)險(xiǎn)。

雖然中國(guó)在科學(xué)和技術(shù)上進(jìn)行了巨大的投資，并且這些投入正在取得成果，但它仍然依賴于西方技術(shù)。

半導(dǎo)體領(lǐng)域尤其如此。幾十年來(lái)，中國(guó)對(duì)外國(guó)半導(dǎo)體的依賴令國(guó)家層面感到擔(dān)憂。中國(guó)打算結(jié)束這種依賴，重塑全球半導(dǎo)體市場(chǎng)，使其企業(yè)處于領(lǐng)先地位。

但盡管進(jìn)行了 40 年的投資，中國(guó)無(wú)法制造出先進(jìn)的半導(dǎo)體。在此過(guò)程中，出現(xiàn)了代價(jià)高昂的失敗。

自 1979 年以來(lái)，中國(guó)利用國(guó)家在基礎(chǔ)設(shè)施、教育和研究方面的巨額投資，以及技術(shù)收購(gòu)和支持性商業(yè)政策，實(shí)現(xiàn)了令人難以置信的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。西方企業(yè)樂(lè)于進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，對(duì)許多企業(yè)來(lái)說(shuō)，中國(guó)市場(chǎng)已經(jīng)變得至關(guān)重要。

中國(guó)是一個(gè)技術(shù)凈進(jìn)口國(guó)

中國(guó)仍然是一個(gè)技術(shù)凈進(jìn)口國(guó)。中國(guó)希望 “向價(jià)值鏈上游” 轉(zhuǎn)移，從將進(jìn)口零部件組裝成最終產(chǎn)品，轉(zhuǎn)換到在中國(guó)國(guó)內(nèi)創(chuàng)造先進(jìn)技術(shù)，但芯片和技術(shù)進(jìn)口仍將是未來(lái)許多年的常態(tài)。

如今，中國(guó)使用的半導(dǎo)體只有16% 是在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的，其中只有一半是由中國(guó)企業(yè)生產(chǎn)的。中國(guó)依賴外國(guó)供應(yīng)商提供先進(jìn)的芯片。中國(guó)的目標(biāo)是到 2020 年生產(chǎn) 40% 的半導(dǎo)體，到 2025 年生產(chǎn) 70%。

中國(guó)半導(dǎo)體計(jì)劃在五年內(nèi)的總投資為 1180 億美元，其中 600 億美元來(lái)自省級(jí)和市級(jí)政府。相比之下，領(lǐng)先的西方公司每年在研發(fā)方面的投入是數(shù)十億美元。英特爾的研發(fā)投入超過(guò) 130 億美元，三星和高通各投入超過(guò) 30 億美元。而中國(guó)的華為和中興分別投入約 150 億美元和 19 億美元。

將半導(dǎo)體視為基礎(chǔ)技術(shù)

中國(guó)將半導(dǎo)體視為一個(gè)關(guān)鍵的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。半導(dǎo)體是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的支柱。不管是消費(fèi)者應(yīng)用還是工業(yè)應(yīng)用，都依賴半導(dǎo)體。

半導(dǎo)體的生產(chǎn)是建立在一個(gè)復(fù)雜的全球供應(yīng)鏈的基礎(chǔ)上的，這個(gè)供應(yīng)鏈既包括大公司，也包括許多小公司。

這個(gè)行業(yè)本身已經(jīng)有 60 年的歷史，源于美國(guó)實(shí)驗(yàn)室的發(fā)現(xiàn)，他們發(fā)現(xiàn)蝕刻在硅晶片上的銅線可以取代笨重的晶體管(就像晶體管曾經(jīng)取代體積更大的真空管)。該行業(yè)的趨勢(shì)是在單個(gè)芯片上塞進(jìn)更多的線路，為特定的功能 (如游戲或人工智能) 專門(mén)設(shè)計(jì)芯片，并擴(kuò)大芯片可以執(zhí)行的操作的數(shù)量和速度。

半導(dǎo)體生產(chǎn)處于物理科學(xué)和材料科學(xué)的前沿，因?yàn)樾酒圃焐虒⒏嗟挠?jì)算能力、內(nèi)存或功能集成到單個(gè)芯片上。許多人都熟悉 “摩爾定律”。摩爾定律準(zhǔn)確地預(yù)言了半導(dǎo)體處理器的發(fā)展速度 (或者說(shuō)整體處理能力) 將會(huì)每?jī)赡攴环啄陙?lái)一直有猜測(cè)說(shuō)，我們正在接近摩爾定律的終點(diǎn)。一些人預(yù)計(jì)，該行業(yè)將更多計(jì)算能力集成到單個(gè)芯片上的能力將會(huì)放緩，甚至終結(jié)。

上表描述了半導(dǎo)體生產(chǎn)的步驟。制造一個(gè)半導(dǎo)體需要 400 多個(gè)步驟，超過(guò) 2 個(gè)月的時(shí)間。制造過(guò)程可分為 6 個(gè)階段：研究、設(shè)計(jì)、晶圓生產(chǎn)、加工、封裝、測(cè)試。

無(wú)論我們最終是否達(dá)到目標(biāo)，每一代新的芯片都會(huì)帶來(lái)更困難的技術(shù)生產(chǎn)挑戰(zhàn)，和更高的成本。半導(dǎo)體行業(yè)在研發(fā)上的大量投資使得它的快速升級(jí)能夠一直持續(xù)到現(xiàn)在。摩爾定律的終結(jié)增加了私營(yíng)部門(mén)研發(fā)的重要性 (半導(dǎo)體是美國(guó)領(lǐng)先的研發(fā)投入行業(yè)之一，大型公司通常每年花費(fèi)數(shù)十億美元) 以及政府對(duì)物理科學(xué)和材料科學(xué)基礎(chǔ)研究的投資，這有助于推動(dòng)芯片性能的改善。

半導(dǎo)體行業(yè)又一輪大規(guī)模投資

研發(fā)在保持半導(dǎo)體行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，考慮到中國(guó)在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué) (STEM) 領(lǐng)域長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的投資，這是中國(guó)最終可能獲得優(yōu)勢(shì)的領(lǐng)域之一。

但目前，沒(méi)有中國(guó)內(nèi)地公司在半導(dǎo)體研發(fā)支出 Top 10 列表中，盡管有兩家中國(guó)臺(tái)灣公司入榜。四家美國(guó)公司的研發(fā)支出占整個(gè)行業(yè)研發(fā)支出的 57%(英特爾自己的研發(fā)支出就超過(guò)了整個(gè)行業(yè)研發(fā)支出的三分之一)。

全球研發(fā)支出top 10芯片企業(yè)

中國(guó)私營(yíng)部門(mén)研發(fā)獲得政府的支持是一個(gè)潛在的優(yōu)勢(shì)，但是美國(guó)也有類似的項(xiàng)目，如美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局 (DARPA) 的一項(xiàng)多年投入 15 億美元的計(jì)劃 (被稱為電子復(fù)興計(jì)劃)，以及其他旨在開(kāi)發(fā)新技術(shù)、徹底改變芯片生產(chǎn)和性能的項(xiàng)目。關(guān)鍵的區(qū)別在于DARPA 資助的是研究，而不是公司。

2014 年，中國(guó)制定了到 2030 年成為半導(dǎo)體行業(yè)各領(lǐng)域全球領(lǐng)導(dǎo)者的目標(biāo)。但芯片并不是一個(gè)容易進(jìn)入的市場(chǎng)，這阻礙了中國(guó)此前的努力。早在幾十年前，中國(guó)就已投入數(shù)十億美元打造國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，但收效甚微。中國(guó)企業(yè)面臨的主要困難不是獲得設(shè)備，而是缺乏經(jīng)驗(yàn)和 “技術(shù)訣竅”。這在今天仍然是很大的問(wèn)題。中國(guó)對(duì)本土產(chǎn)業(yè)的追求也與全球一體化供應(yīng)鏈的趨勢(shì)背道而馳，后者在生產(chǎn)和創(chuàng)新方面是效率最高的。在全球一體化的創(chuàng)新體系中，本土產(chǎn)業(yè)即使得到資金補(bǔ)貼的支持，仍將是第二位。

盡管西方國(guó)家對(duì)技術(shù)轉(zhuǎn)讓有所限制，但中國(guó)仍可以通過(guò)各種方式獲得半導(dǎo)體獨(dú)立。首先是通過(guò)借鑒中國(guó)臺(tái)灣的技術(shù)。其次，中國(guó)可以利用 “無(wú)晶圓廠” 的半導(dǎo)體生產(chǎn)，即由中國(guó)企業(yè)設(shè)計(jì)芯片，但制造流程由臺(tái)積電 (TSMC) 等專業(yè)公司負(fù)責(zé)。最后，中國(guó)可以再次嘗試建立一個(gè)國(guó)家資助的本土產(chǎn)業(yè)。中國(guó)企業(yè)更喜歡無(wú)晶圓廠芯片生產(chǎn)，而政府青睞的建設(shè)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體制造工廠 (晶圓廠) 的解決方案既昂貴又有風(fēng)險(xiǎn)。

中國(guó)創(chuàng)新面臨風(fēng)險(xiǎn)

關(guān)于中國(guó)能否成為創(chuàng)新大國(guó)的長(zhǎng)期爭(zhēng)論似乎已經(jīng)結(jié)束，但有兩點(diǎn)需要注意。首先，成功的中國(guó)創(chuàng)新仍然受到國(guó)家相對(duì)技術(shù)落后的限制。第二，伴隨著更大的國(guó)家經(jīng)濟(jì)導(dǎo)向，中國(guó)創(chuàng)新增長(zhǎng)的趨勢(shì)有可能放緩或逆轉(zhuǎn)。

中美兩國(guó)在治理、投資和研究競(jìng)爭(zhēng)中各有優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。研究和創(chuàng)新的跨國(guó)性質(zhì)使任何國(guó)家爭(zhēng)奪技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)地位的競(jìng)爭(zhēng)復(fù)雜化了，并將產(chǎn)生兩國(guó)都難以控制的力量。以全球?yàn)閷?dǎo)向的美國(guó)工業(yè)可能比以國(guó)家為中心的中國(guó)有優(yōu)勢(shì)。

政府的支持意味著中國(guó)企業(yè)即使在無(wú)利可圖的情況下也可以繼續(xù)經(jīng)營(yíng)，這將對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)和其他國(guó)家的經(jīng)濟(jì)造成損害。中國(guó)政府補(bǔ)貼的擴(kuò)張將擠壓其他國(guó)家的半導(dǎo)體企業(yè)，縮減它們的收入和數(shù)量，降低半導(dǎo)體生產(chǎn)商投資研發(fā)的能力。中國(guó)投資的總體影響將是削弱全球產(chǎn)業(yè)，減緩半導(dǎo)體創(chuàng)新的步伐。

美國(guó)如何回應(yīng) ?

半導(dǎo)體是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的支柱。報(bào)告認(rèn)為，要應(yīng)對(duì)中國(guó)在半導(dǎo)體領(lǐng)域的努力，沒(méi)有簡(jiǎn)單的解決方案。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)與國(guó)家安全息息相關(guān)，美國(guó)可以通過(guò)加大對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)和政府研究的投資保障其技術(shù)實(shí)力。

關(guān)于作者：

James Andrew Lewis 是 CSIS 的高級(jí)副總裁。在加入 CSIS 之前，他曾在美國(guó)國(guó)務(wù)院和商務(wù)部擔(dān)任外交事務(wù)官員和高級(jí)行政人員。

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本文轉(zhuǎn)自新智元

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