步步緊逼，國(guó)產(chǎn)芯片正面臨一場(chǎng)生死競(jìng)速。

繼2018年4月，美國(guó)商務(wù)部以違反針對(duì)伊朗及朝鮮的貿(mào)易禁運(yùn)為由，對(duì)中國(guó)通訊設(shè)備大廠中興通訊實(shí)施制裁后，進(jìn)入2019年5月以來，美方以同樣的手段，對(duì)華為進(jìn)行了“定向打擊”。

從將華為及其70家公司列入實(shí)體名單，到對(duì)芯片下手，打擊手段之專業(yè)性、針對(duì)性、攻擊性一路升級(jí)。

華為公司則聲稱其儲(chǔ)備的美國(guó)關(guān)鍵芯片最多夠支撐一年半到兩年。而儲(chǔ)備芯片的重點(diǎn)在于英特爾公司所生產(chǎn)用于服務(wù)器的中央處理器、賽靈思公司的可編程芯片。

無論是過去的中興還是今天的華為事件，表面看是一起制裁行為，背后反映出的則是國(guó)內(nèi)芯片自主可控能力的不足。

01

缺“芯”少“魂”

“中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)缺‘芯’少‘魂’。”18年前，時(shí)任科技部部長(zhǎng)徐冠華打了一個(gè)形象比喻，“芯”指芯片，“魂”指操作系統(tǒng)。18年后，缺“芯”少“魂”的問題再次橫杠在國(guó)人面前。

實(shí)際上，近些年中國(guó)IT企業(yè)的迅速發(fā)展，讓芯片的自給能力得到了快速攀升。華為麒麟芯片直逼世界先進(jìn)水平，龍芯可以與北斗一起飛上太空，微波爐、冰箱等日常生活電器也在大量使用國(guó)產(chǎn)芯片。

在芯片全產(chǎn)業(yè)鏈的布局上，放眼全球，中國(guó)也是為數(shù)極少形成競(jìng)爭(zhēng)力的國(guó)家之一。

數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)自主研發(fā)芯片在全球占比為7.78%，雖然這與中國(guó)的使用量不相匹配，但如果放在全球排名，也就僅次于美國(guó)、韓國(guó)、日本，與德國(guó)不分伯仲。

但從整體上看，國(guó)產(chǎn)芯片與世界先進(jìn)水平的差距實(shí)屬很大。

據(jù)海關(guān)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2017年中國(guó)對(duì)美國(guó)出口最多、也是順差最大的兩項(xiàng)商品分別是“電話機(jī)等通信設(shè)備”和“自動(dòng)數(shù)據(jù)處理器”，也就是手機(jī)與電腦。這兩項(xiàng)分別占中國(guó)對(duì)美國(guó)出口額的13.8%，總額約1200億美元。

把鏡頭拉遠(yuǎn)，站在世界角度來看，這一數(shù)字更加驚人，目前中國(guó)生產(chǎn)了全球80%的手機(jī)和95%以上的電腦。

中國(guó)每年海量進(jìn)口芯片、顯示面板、基礎(chǔ)電子元器件，再加上自產(chǎn)部件，經(jīng)過“富士康”們組裝為產(chǎn)品，再大量出口供應(yīng)全球。

而這一過程，嚴(yán)格來講，不能算“中國(guó)制造”，而是“中國(guó)組裝”。

到2017年，中國(guó)已經(jīng)連續(xù)數(shù)年占據(jù)了世界最大集成電路市場(chǎng)的“寶座”，只不過在這個(gè)全球最大集成電路市場(chǎng)中，中國(guó)的芯片卻一直嚴(yán)重依賴進(jìn)口。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，1999年，中國(guó)大陸芯片銷售總額為86億美元，僅占全球市場(chǎng)的5.9%；2017年，中國(guó)進(jìn)口3770億塊芯片,進(jìn)口額合計(jì)達(dá)到2601億美元。

2018年，中國(guó)進(jìn)口芯片超過3120.58億美元，同比增長(zhǎng)19.8%，創(chuàng)下了歷史新高。

也就是這一年，芯片超過原油，成為中國(guó)進(jìn)口第一大品類。

同年，芯片的出口額僅為846.36億美元，這也意味著芯片進(jìn)口額是出口額的3.7倍。并且從近5年的數(shù)據(jù)來看，這一逆差越拉越大。

中國(guó)進(jìn)口芯片所花費(fèi)的代價(jià)，已經(jīng)連續(xù)數(shù)年遠(yuǎn)超石油進(jìn)口額。計(jì)算機(jī)處理器、汽車內(nèi)聯(lián)式芯片等高端產(chǎn)品更是極度依賴進(jìn)口。

面對(duì)這一現(xiàn)狀，不禁讓人反思：中國(guó)“芯”起步不算晚，投入不算小，跑得還是不夠快的根源何在？

02

“芯”難做

芯片與我們密不可分，但絕大部分人對(duì)其知之甚少。

1.技術(shù)門檻高

無論是日常生活中的電子音響、手機(jī)、液晶屏，還是傳統(tǒng)工業(yè)類的各大數(shù)控機(jī)床和國(guó)防工業(yè)的導(dǎo)彈、衛(wèi)星、火箭、軍艦，其最核心、最關(guān)鍵的部分就是芯片。

沒有芯片，網(wǎng)絡(luò)難鏈接，雷達(dá)、通信會(huì)癱瘓，機(jī)械設(shè)備也會(huì)失控。

芯片，英文名chip，業(yè)內(nèi)也稱之為“高級(jí)沙子”。采用幾百道復(fù)雜工藝，把一個(gè)電路中所需的晶體管，包括二極管、電阻、電容和電感等元器件及布線互聯(lián)形成一個(gè)電路。

集中制作在一小塊或幾小塊硅片上，然后封裝在一個(gè)殼體內(nèi)，成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu)。

成型的芯片，有的甚至小于指甲蓋，而就是在這個(gè)指甲蓋大小的空間內(nèi)存儲(chǔ)了海量信息。

因此，集成電路整個(gè)技術(shù)從設(shè)計(jì)到制造，到目前為止是人類歷史上最精密的設(shè)計(jì)、制造加工技術(shù)之一，生產(chǎn)制造流程之復(fù)雜，非一家企業(yè)、一個(gè)國(guó)家所能壟斷，全球分工是必然。

2.呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)

技術(shù)進(jìn)步是指數(shù)級(jí)的，誰先落下一步，就會(huì)陷入“步步落后”的怪圈。

1947年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明半導(dǎo)體接觸式晶體管時(shí)，地球的另一邊，中國(guó)也沖出了西方禁運(yùn)，僅比美國(guó)晚了一年拉出硅單晶。

《“芯”想事成》這本書中記載，中西方芯片真正拉開差距始于二十世紀(jì)五十年代，具體有以下幾大原因：

從國(guó)際上看，“二戰(zhàn)”結(jié)束后，美蘇陣營(yíng)對(duì)峙，美國(guó)、英國(guó)、日本、法國(guó)、澳大利亞等國(guó)家在巴黎成立了一個(gè)叫巴黎統(tǒng)籌委員會(huì)（簡(jiǎn)稱“巴統(tǒng)”）的組織，限制成員國(guó)向前蘇聯(lián)陣營(yíng)出口，包括軍事裝備、尖端科技和稀有物資三大類上萬種產(chǎn)品被列入禁運(yùn)清單。

1952年，中國(guó)也被列入禁運(yùn)清單。盡管中國(guó)頂住壓力，先后成功研制出每秒10萬次、100萬次級(jí)別的計(jì)算機(jī)。

但同時(shí)期的美國(guó)，已經(jīng)擁有了超強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)和十分先進(jìn)的芯片設(shè)計(jì)、制造生產(chǎn)線。

此后幾十年，中美兩國(guó)雖然在能源、環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展等領(lǐng)域合作不少，但受限于“巴統(tǒng)”組織，中美兩國(guó)在航空航天等高技術(shù)領(lǐng)域一直幾乎沒有合作。

具體到芯片，中國(guó)更是多處受限，除了一些精密設(shè)備使用芯片直接限制出口中國(guó)，其他一些高端數(shù)控系統(tǒng)等先進(jìn)設(shè)備也嚴(yán)格控制出口中國(guó)。

從國(guó)內(nèi)看，發(fā)生在20世紀(jì)60年代的文革（文化大革命），讓企業(yè)的生產(chǎn)條件和設(shè)施受到十分嚴(yán)重的破壞。

資料顯示，文革時(shí)期，中國(guó)曾一度采用群眾運(yùn)動(dòng)的方式全民大搞半導(dǎo)體。當(dāng)時(shí)，報(bào)紙上長(zhǎng)篇累牘地宣傳：街道老太太在弄堂里拉一臺(tái)擴(kuò)散爐也能做出半導(dǎo)體。

這種違背規(guī)律的鼓吹，嚴(yán)重沖擊了正規(guī)工廠的半導(dǎo)體生產(chǎn)研發(fā)流程。加之國(guó)際上的技術(shù)封鎖與禁運(yùn)，導(dǎo)致中國(guó)芯片沒有避開“一步落后，步步落后”的陷阱。

另外，芯片制造領(lǐng)域的關(guān)鍵設(shè)備，供應(yīng)商大多集中在日本、美國(guó)，部分集中在歐洲，這些國(guó)家一直優(yōu)先供貨的公司是三星、臺(tái)積電、英特爾等。

中國(guó)企業(yè)要訂貨得排隊(duì)，交貨期將近兩年，交貨后，生產(chǎn)線調(diào)試需一年，也就是說，從訂單到量產(chǎn)至少三年，來回一折騰，中國(guó)距離最先進(jìn)芯片的工藝制造就有一代以上了。

03

中國(guó)“芯”要自主可控，道阻且長(zhǎng)

但也不必妄自菲薄

一概而論中國(guó)造不出芯片，是不準(zhǔn)確的，因?yàn)椴煌I(lǐng)域情況不同。

倪光南院士曾在采訪中介紹，在超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，中國(guó)芯片不比別人差；桌面產(chǎn)品的芯片要比發(fā)達(dá)國(guó)家差，但差距不大，大概三五年；

手機(jī)上的芯片也跟國(guó)外大致相當(dāng)。但也有些芯片確實(shí)跟國(guó)外差距很大，因?yàn)橛行╊I(lǐng)域過去沒有重視。

創(chuàng)業(yè)邦梳理資料發(fā)現(xiàn)，在超級(jí)計(jì)算機(jī)中，中國(guó)“芯”布局時(shí)間最長(zhǎng)。超級(jí)計(jì)算機(jī)在國(guó)防信息安全、計(jì)算流體力學(xué)核武器研究等領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用，往往被視為國(guó)家科技實(shí)力的象征之一。

發(fā)展運(yùn)算速度更快、應(yīng)用功能更強(qiáng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)，已經(jīng)成為當(dāng)今世界國(guó)家競(jìng)相爭(zhēng)奪的一個(gè)戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

過去，美國(guó)嚴(yán)格限制對(duì)中國(guó)出口超級(jí)計(jì)算機(jī)，中國(guó)采購(gòu)除了價(jià)格高，還需標(biāo)明每一次具體用途。

因此。在20世紀(jì)90年代，中國(guó)痛下決心要研發(fā)超級(jí)計(jì)算機(jī)。1992年誕生了銀河2號(hào)，1993年誕生了曙光1號(hào)。

即便如此，在美國(guó)一些大學(xué)者對(duì)全球500名超級(jí)計(jì)算機(jī)的排名中，直到2008年，前100名也沒見著中國(guó)的身影，常年占據(jù)榜首的是美國(guó)，其總數(shù)量占據(jù)壓倒性優(yōu)勢(shì)。

不過，中國(guó)的追趕速度一直很快，到了2011年6月，中國(guó)天河1A超級(jí)計(jì)算機(jī)一度登頂榜首。6個(gè)月后，天河二號(hào)問世，接棒榜首位置，一度牢牢占據(jù)4年。

2015年，正當(dāng)天河二號(hào)準(zhǔn)備進(jìn)行全面進(jìn)攻時(shí)，美國(guó)突然找出借口，禁止美國(guó)公司再向天河二號(hào)提供芯片。

但美國(guó)的這一招貌似不管用，因?yàn)樵?016年，中國(guó)的“申威.太湖之光”脫穎而出，再度占據(jù)全球榜首寶座。值得一提的是，“申威.太湖之光”采用了一顆中國(guó)“芯”，在超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)的榜單里，中國(guó)的數(shù)量也在這一年里首超美國(guó)。

中國(guó)逐漸形成了天河、申威、曙光三大超算系列。從20世紀(jì)初開始，方舟、北大眾志、申威、飛騰……中國(guó)“芯”前赴后繼，在這一核心領(lǐng)域爆發(fā)戰(zhàn)斗力。

實(shí)際上，在手機(jī)芯片領(lǐng)域，中國(guó)“芯”也可圈可點(diǎn)。

2017年IC Insights報(bào)告顯示，全球前十大IC設(shè)計(jì)企業(yè)中，華為海思已名列第7位。華為的麒麟芯片在性能上與高通、三星這些國(guó)際領(lǐng)先產(chǎn)品也不相上下。

04

芯片競(jìng)速，沒有退路

從“巴統(tǒng)”禁運(yùn)到太平洋彼岸的頻繁打擊，中國(guó)芯片征程走過太多坎坷。這是一場(chǎng)曠日持久的大國(guó)之間的拉鋸戰(zhàn)，也是一場(chǎng)將會(huì)改變世界格局的博弈。

面對(duì)全球割裂、芯片霸權(quán)，除了爭(zhēng)分奪秒地在資本、市場(chǎng)、人才上加大投入，我們沒有退路。

1.資金涌入

從歐盟的一份報(bào)告中可以看到，2018年，全球研發(fā)投入最多的2500家公司整體研發(fā)經(jīng)費(fèi)，約占全球上百萬企業(yè)的90%。

而自2014年以來，中國(guó)在半導(dǎo)體領(lǐng)域的資本支出呈直線上升走勢(shì)，并在2018年成功追平日本、歐洲。

2.巨頭攢動(dòng)

伴隨5G、AI、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的崛起，中國(guó)市場(chǎng)大江大海，能夠承載更多芯片巨頭的成長(zhǎng)。

其中，華為海思、中芯國(guó)際、匯頂?shù)纫槐娋揞^，如今都是國(guó)家半導(dǎo)體的中流砥柱。尤其是2019年阿里在杭州云溪大會(huì)上推出的含光800 AI芯片格外引人注目，因?yàn)樗嗽谛阅苌咸?hào)稱最強(qiáng)，更是其“自研架構(gòu)”。

3.人才戰(zhàn)略

中國(guó)在芯片生態(tài)戰(zhàn)爭(zhēng)中，一直在增強(qiáng)自身造血能力，擴(kuò)大人才戰(zhàn)略。有報(bào)道顯示，韓國(guó)半導(dǎo)體人才“出走”中國(guó)，已成為現(xiàn)象級(jí)趨勢(shì)。

綜上，中國(guó)在人才戰(zhàn)略、巨頭納入及資本支出上的，正在逐漸打通生態(tài)體系的隔閡，但這條路極其難走。

不過，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，中國(guó)沖刺存在兩大利好：

一方面，芯片制造方面的“摩爾定律”正在失效，中國(guó)不再是永無止境的追趕；

另一方面，AI技術(shù)的崛起，有望給芯片領(lǐng)域開辟一條全新的賽道，新一輪的競(jìng)爭(zhēng)才剛剛開始。

參考資料：

《“芯”想事成：中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的博弈與突圍》書籍，作者：陳芳、董瑞豐

華商韜略《芯片霸權(quán)，中國(guó)逆戰(zhàn)！》，作者：陳石磊

鳳凰網(wǎng)科技《華為已儲(chǔ)備的美國(guó)關(guān)鍵芯片夠用兩年 含英特爾CPU》