圖為配置了多張含光800加速卡的服務(wù)器，每個加速卡中有一顆含光800芯片
芯片產(chǎn)業(yè)的塔尖之爭，不僅是一個產(chǎn)業(yè)的突圍，更是中國向制造強國發(fā)起的沖鋒
芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展沒有捷徑，只能依靠不斷迭代，對芯片產(chǎn)業(yè)的投資不能寄望“一口吃出一個胖子”
以國家大基金為代表的產(chǎn)業(yè)資金對推動我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)揮了重要作用，但國際頭部企業(yè)持續(xù)巨額創(chuàng)新投入鞏固行業(yè)領(lǐng)先地位，我國產(chǎn)業(yè)企業(yè)難以僅靠自身積累完成趕超任務(wù)，需要大量外部資金投入支持。
文 | 張曉蘭 黃偉熔 《瞭望》新聞周刊記者 唐敏 董雪
現(xiàn)代工業(yè)鬧起了“糧荒”。
近期，多家汽車巨頭因缺芯生產(chǎn)停擺，從2020年四季度開始的芯片荒愈演愈烈，手機(jī)、游戲等領(lǐng)域也面臨芯片庫存危機(jī)。數(shù)據(jù)公司IHSMarkit表示，2021年一季度全球因芯片短缺減產(chǎn)近100萬輛輕型車輛。
中國臺灣經(jīng)濟(jì)部門收到了來自美國、德國、日本、歐盟增加芯片供給的請求。美國半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會（SIA）與英特爾、高通等大型芯片公司共同致信總統(tǒng)，希望政府支持提高先進(jìn)制程制造能力。
芯片短缺點燃了半導(dǎo)體行業(yè)的投資大戰(zhàn)。全球最大的芯片代工企業(yè)臺積電今年推出高達(dá)280億美元的設(shè)備投資計劃，昔日的巨頭英特爾宣布將重返芯片制造市場，全球芯片產(chǎn)能布局面臨洗牌。
自2018年中興、華為事件以來，中國芯片“卡脖子”之痛一直如鯁在喉。在強勁需求下，中國的芯片產(chǎn)業(yè)能否在補短板中迎來超車的機(jī)會？芯片自由這塊高端制造的拼圖何時才能拼上？
金字塔尖的較量
從手機(jī)觸屏芯片到水電氣計量芯片，從攝像頭圖像芯片到各種通信接口芯片，從家電控制芯片到藍(lán)牙芯片……門類數(shù)以千計的芯片，一片從幾分幾毛到幾百上萬美元，撐起了超萬億規(guī)模的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。
世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計組織報告指出，2020年全球半導(dǎo)體市場銷售總額達(dá)到4400億美元，較2019年增長了6.8%，預(yù)計今年總規(guī)模將達(dá)到4880億美元，增長10.9%。
以手機(jī)產(chǎn)業(yè)為例，全球智能手機(jī)出貨量已達(dá)到10億級，從數(shù)量到性能大大拉動了芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展。從近期市場青睞的新能源汽車產(chǎn)業(yè)來看，電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化這“新四化”背后又造就一個大規(guī)模高端芯片市場。
視線回到中國，據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)測算，2020年我國集成電路銷售收入為8848億元，增長約20%，3倍于全球產(chǎn)業(yè)增速。從市場主體來看，天眼查專業(yè)版數(shù)據(jù)顯示，近五年，中國芯片相關(guān)企業(yè)注冊量逐年上升，年增速達(dá)到30%以上。目前我國約有26.5萬家芯片相關(guān)企業(yè)。
擁有全球制造門類最齊全最龐大的市場規(guī)模，已成為世界電子信息產(chǎn)品制造中心的中國，依然遭遇芯片“卡脖子”之痛。
芯片產(chǎn)業(yè)或者說集成電路行業(yè)門類眾多，面寬且長的產(chǎn)業(yè)鏈包含原材料、設(shè)計IP核、芯片制造、裝備材料、封裝測試、系統(tǒng)設(shè)計等多個環(huán)節(jié)，構(gòu)成了一個金字塔體系。處于追趕態(tài)勢的中國近30萬家芯片企業(yè)，多集中在中低端市場；在頭部甚至塔尖的地方，佇立著通用CPU/GPU、存儲器、先進(jìn)數(shù)字電路制程、高功率器件等少數(shù)美歐日韓頭部企業(yè)，引領(lǐng)并控制著產(chǎn)業(yè)鏈。在當(dāng)前中美經(jīng)貿(mào)摩擦和各國意圖迅速擺脫低迷經(jīng)濟(jì)背景下，集成電路競爭日趨“白熱化”。
2020年，中國集成電路產(chǎn)品進(jìn)口總額3500億美元，達(dá)到歷史最高水平；出口金額1166億美元，同比增長14.8%，相比2019年同期20%的增長有所放緩。作為全球最大的芯片進(jìn)口國，且集成電路產(chǎn)品貿(mào)易逆差持續(xù)擴(kuò)大，強化集成電路產(chǎn)業(yè)基石作用顯得愈發(fā)迫切。
從經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展看，云計算、大數(shù)據(jù)、5G、AI及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新應(yīng)用、新場景不斷涌現(xiàn)，集成電路的倍增撬動效應(yīng)作用顯著。數(shù)據(jù)表明，1元集成電路產(chǎn)值將帶動10元左右電子產(chǎn)品產(chǎn)值和100元左右國民經(jīng)濟(jì)增長。近年來，供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革邁向深入，新興應(yīng)用需求拉動逐步取代傳統(tǒng)應(yīng)用需求拉動，集成電路產(chǎn)品成為新舊動能轉(zhuǎn)換的重要驅(qū)動力。占據(jù)塔尖，擁有產(chǎn)業(yè)話語權(quán)和控制力，成為中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須攀登的高峰。
芯片產(chǎn)業(yè)的塔尖之爭，不僅是一個產(chǎn)業(yè)的突圍，更是中國邁向制造強國的通行證。
開啟摸高跳
近日，榮耀CEO趙明宣布新榮耀公司已經(jīng)全面完成整合。時間倒回到2020年，華為被美國制裁，受制于芯片制造的手機(jī)業(yè)務(wù)首當(dāng)其沖，榮耀相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈上的30余家企業(yè)發(fā)起了一場史無前例的自救行動。
從更廣大的視野觀察，中國芯片產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略沖刺已廣泛推進(jìn)。
重塑供應(yīng)鏈。
記者采訪了解到，多家芯片制造企業(yè)已經(jīng)提高了材料和設(shè)備的本土化采購比例，“截至2020年，材料本土化已經(jīng)超過60%?！本Ш霞煽偨?jīng)理蔡輝嘉說。2020年，晶合集成實現(xiàn)了在手機(jī)面板驅(qū)動芯片代工領(lǐng)域市占率領(lǐng)先的目標(biāo)。
深耕芯片設(shè)計軟件EDA工具的華大九天在全球供應(yīng)鏈中創(chuàng)新價值鏈。公司副總經(jīng)理郭繼旺表示，公司的業(yè)務(wù)和技術(shù)能力呈現(xiàn)快速增長的狀態(tài)，目前已實現(xiàn)商業(yè)化產(chǎn)品20余種，占主流EDA工具一半以上，服務(wù)全球近400家客戶，與行業(yè)頭部企業(yè)形成緊密戰(zhàn)略合作關(guān)系。
夯實根基，填補空白。
代表著中國大陸自主研發(fā)集成電路制造最先進(jìn)水平的中芯國際，受禁運等影響，被迫暫停了10納米及以下先進(jìn)工藝的研發(fā)及產(chǎn)能建設(shè)。對于下一步的發(fā)展，中芯國際聯(lián)合CEO趙海軍介紹，一是積極擴(kuò)充28納米及以上成熟工藝節(jié)點的產(chǎn)能；二是積極推進(jìn)供應(yīng)許可，保證生產(chǎn)所需的化學(xué)材料、氣體、配件等短期不中斷；三是響應(yīng)后智能手機(jī)時代市場對芯片的多元化需求，探索更加適合的可持續(xù)發(fā)展之路。
賽迪顧問集成電路研究中心負(fù)責(zé)人滕冉表示，以28納米工藝為代表的成熟工藝在未來的一段時間內(nèi)，仍是眾多廠商維系利潤，參與半導(dǎo)體先進(jìn)工藝研發(fā)的基礎(chǔ)；中芯目前積極擴(kuò)充28納米成熟制程，通過不斷提高產(chǎn)品的良率，提升產(chǎn)品的穩(wěn)定性，夯實基礎(chǔ)，再攻克7納米、5納米先進(jìn)制程，是一個比較良性的發(fā)展。
在先進(jìn)制程領(lǐng)域，中芯國際公告顯示，將加強第一代、第二代FinFET多元平臺的開發(fā)和布建，并拓展平臺的可靠性以及競爭力。
4月1日，國內(nèi)生產(chǎn)光刻機(jī)的企業(yè)芯碁微裝登陸科創(chuàng)板，被稱為“中國光刻機(jī)第一股”，雖然其生產(chǎn)并市場化的光刻機(jī)產(chǎn)品并非集成電路制造中廣泛應(yīng)用的主流品類，但填補了我國芯片高端產(chǎn)業(yè)鏈的空白，立志成為光刻機(jī)世界品牌的決心映照了中國芯片企業(yè)的壯志。
另辟蹊徑，探索特色工藝。
在后摩爾時代，芯片每年性能提升趨于飽和，單一的先進(jìn)研發(fā)工藝將越走越艱難。維持“摩爾法則”的技術(shù)主角正在從根本上發(fā)生改變。技術(shù)的代際更替有可能動搖領(lǐng)先者的優(yōu)勢，給中國芯片企業(yè)帶來趕超機(jī)會。
多個代表全球芯片產(chǎn)業(yè)新生力量的企業(yè)表示，在各個芯片行業(yè)寡頭壟斷的格局下，很多中小客戶的需求并沒有被滿足，創(chuàng)新式、輕量化、特色化的解決方案能夠為市場創(chuàng)造新價值。
開啟摸高跳，細(xì)分領(lǐng)域?qū)で蟛⑴堋?/p>
國內(nèi)對于芯片產(chǎn)業(yè)的重視程度與日俱增，受益于政策扶持力度的不斷加碼，不僅在通信芯片領(lǐng)域保持領(lǐng)先優(yōu)勢，還在包括存儲芯片、解碼芯片以及安全芯片等多個細(xì)分領(lǐng)域，實現(xiàn)了不同程度的進(jìn)步。尤其多家AI芯片初創(chuàng)企業(yè)切入新興細(xì)分領(lǐng)域，追趕國際巨頭。如商湯科技、平頭哥等，點燃了更多中國芯片趕路人的激情與夢想。
在少數(shù)領(lǐng)域，國產(chǎn)廠商開始進(jìn)入全球中高端應(yīng)用市場。如華為海思的麒麟手機(jī)芯片、豪威科技的圖像傳感器芯片等。
在與國際先進(jìn)水平還有很大差距的制造和材料設(shè)備領(lǐng)域，比如半導(dǎo)體設(shè)備的中微半導(dǎo)體、北方華創(chuàng)實現(xiàn)了一定比例的國產(chǎn)替代；8英寸、12英寸的晶圓硅片，國產(chǎn)化比例正在不斷提升。
集群突破。
近期，上海臨港新片區(qū)發(fā)布集成電路產(chǎn)業(yè)專項規(guī)劃（2021—2025）。預(yù)期到2025年，集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破1000億元，EDA工具、光刻膠、大硅片等關(guān)鍵“卡脖子”技術(shù)產(chǎn)業(yè)化取得突破，引進(jìn)培育5家以上國內(nèi)外領(lǐng)先的芯片制造企業(yè)，形成5家年收入超過20億元的設(shè)備材料企業(yè)，培育10家以上的上市企業(yè)。
3月24日，位于北京經(jīng)開區(qū)的北方集成電路技術(shù)創(chuàng)新中心項目正式啟動建設(shè)，將加快構(gòu)建以北京為中心的集成電路產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。北京經(jīng)開區(qū)是全國集成電路產(chǎn)業(yè)聚集度最高、技術(shù)水平最先進(jìn)的區(qū)域之一。當(dāng)前，北京經(jīng)開區(qū)已有月產(chǎn)能12萬片至14萬片12英寸晶圓生產(chǎn)廠，隨著多個新項目的推進(jìn)建設(shè)，未來北京經(jīng)開區(qū)將具備月產(chǎn)50萬片12英寸晶圓的生產(chǎn)能力，成為全國12英寸晶圓生產(chǎn)能力最大的區(qū)域。數(shù)據(jù)顯示，2020年，以集成電路產(chǎn)業(yè)為代表的北京經(jīng)開區(qū)新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)總產(chǎn)值835億元。
在追趕中，中國芯片產(chǎn)業(yè)在制造工藝、封裝技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備材料等方面明顯提升，在設(shè)計、制造、封測等產(chǎn)業(yè)鏈上涌現(xiàn)出一批能夠為全球供應(yīng)鏈創(chuàng)造新價值的龍頭企業(yè)。
海譜納米科技公司實現(xiàn)了高光譜成像的芯片化微型化，在 MEMS（微機(jī)電）芯片和新型圖像傳感器實現(xiàn)突破
構(gòu)建高端制造協(xié)同思維
下一步，如何看待中國芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路徑和國產(chǎn)替代的發(fā)展空間？多位受訪人士指出，一靠資金和人才，二是時間，三是產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同。
隨著國家政策支持力度不斷加大，特別是科創(chuàng)板推出后，芯片產(chǎn)業(yè)的資金和人才情況有了顯著改善。目前國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)吸引了大量資金涌入，財富效應(yīng)吸引了海外人才回歸。
但芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展沒有捷徑，只能依靠不斷迭代，很有可能一款芯片的研發(fā)周期趕不上資本要回報的速度。在滕冉看來，對芯片產(chǎn)業(yè)的投資不能寄望“一口吃出一個胖子”。
多位業(yè)內(nèi)人士指出，此次缺芯潮再次顯示了供應(yīng)鏈自主的重要性，但芯片的制造工藝復(fù)雜，高度依賴全球供應(yīng)鏈。中國芯在構(gòu)建自主產(chǎn)業(yè)鏈的同時，仍然要強化在全球范圍內(nèi)共同打造芯片產(chǎn)業(yè)鏈的意識。
中國要在這一高端制造領(lǐng)域形成控制力，需要進(jìn)一步破解資源要素投入體制機(jī)制障礙，主要是加大對集成電路產(chǎn)業(yè)資金和人才支持力度。
一是保持資金長期高強度投入。根據(jù)美國官方統(tǒng)計的上市公司數(shù)據(jù)，美國芯片上市公司2019年的研發(fā)投入和資本支出總計717億美元，從1999年到2019年，美國芯片上市公司整體資金總投入將近9000億美元。而中國國家大基金一期二期加起來約3000億元人民幣，差了一個數(shù)量級。
以國家大基金（一期、二期）為代表的產(chǎn)業(yè)資金支持，對推動我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)揮了重要作用，但是國家大基金產(chǎn)業(yè)撬動作用短期難以顯現(xiàn)。長期來看，依然需要更大規(guī)模、更高強度、更具持續(xù)性的資金投入。與此同時，國際頭部企業(yè)持續(xù)巨額創(chuàng)新投入鞏固行業(yè)領(lǐng)先地位，我國產(chǎn)業(yè)企業(yè)難以僅靠自身積累完成趕超任務(wù)，仍需大量外部資金投入支持。
二是加強人才培養(yǎng)體系建設(shè)。當(dāng)前我國本土集成電路產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員約50萬人，與74.5萬的人才總需求比較，缺口較大。尤其產(chǎn)業(yè)高端人才不足、領(lǐng)軍人員緊缺問題短期無法有效解決，人才培養(yǎng)體系尚未能有效滿足“卡脖子”領(lǐng)域發(fā)展需求。
進(jìn)一步來看，自2014年《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》出臺以及國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金（簡稱“國家大基金”）成立以來，我國集成電路產(chǎn)業(yè)取得長足進(jìn)步，但產(chǎn)業(yè)發(fā)展體制機(jī)制仍有諸多不足。
一是政產(chǎn)學(xué)權(quán)責(zé)邊界模糊。一些地方政府忽略產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律和科學(xué)決策判斷，競相上馬半導(dǎo)體制造項目，國內(nèi)多個“千億”“百億”級項目陷入停擺、出現(xiàn)債務(wù)糾紛；產(chǎn)業(yè)企業(yè)為獲得更多補貼，盲目跨地擴(kuò)產(chǎn)，產(chǎn)業(yè)低水平重復(fù)發(fā)展；研究行政化以及商業(yè)化價值導(dǎo)向，導(dǎo)致部分學(xué)者“熱衷”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，削弱產(chǎn)業(yè)整體研究力量。
二是協(xié)同創(chuàng)新不足。產(chǎn)業(yè)、學(xué)界研發(fā)各自投入，缺乏統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，片面追求單一技術(shù)突破，忽略產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)。
三是發(fā)展長效機(jī)制脆弱。評價體系不完善，技術(shù)創(chuàng)新目的與方式本末倒置，難以形成可持續(xù)發(fā)展態(tài)勢。
這是和芯星通科技（北京）有限公司在年會上發(fā)布的新一代22nm高精度定位芯片（2020年11月24日攝） 唐文豪攝/本刊
完善科技攻關(guān)舉國體制機(jī)制
多位業(yè)內(nèi)人士建議，依托我國巨大的市場優(yōu)勢，緊緊把握新基建、新型舉國體制等發(fā)展窗口，以國內(nèi)大循環(huán)為主體，以產(chǎn)品應(yīng)用為牽引，推動實現(xiàn)集成電路產(chǎn)業(yè)突破發(fā)展，保障產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈條安全。
加快補短板、鍛長板提升技術(shù)水平。
一是以提升集成電路制造水平為核心發(fā)展方向。集成電路制造水平是衡量國家創(chuàng)新能力的重要指標(biāo)，應(yīng)繼續(xù)保持產(chǎn)業(yè)——特別是制造環(huán)節(jié)的投資恒心、定力與熱情；通過財稅優(yōu)惠、信貸傾斜等政策支持，引導(dǎo)社會資本導(dǎo)入集成電路制造環(huán)節(jié)，緩解政府投資壓力。
二是強化產(chǎn)業(yè)長板優(yōu)勢。深度梳理我國集成電路產(chǎn)業(yè)長板領(lǐng)域，面向如CMOS圖像傳感器、光電子、NORFlash存儲器、AI芯片等具備比較優(yōu)勢的產(chǎn)品領(lǐng)域，推動實現(xiàn)技術(shù)水平和市場規(guī)模雙提升，打造產(chǎn)業(yè)非對稱制衡能力。
三是加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)短板領(lǐng)域。針對高端芯片、關(guān)鍵設(shè)備、生產(chǎn)原料、設(shè)計工具等“卡脖子”環(huán)節(jié)，以龍頭企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)等創(chuàng)新核心主體，加大資源導(dǎo)入、政策支持，組織產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，致力縮短與國際先進(jìn)水平差距。
完善科技攻關(guān)舉國體制機(jī)制。
加強產(chǎn)業(yè)發(fā)展監(jiān)管引導(dǎo)。堅持“主體集中、區(qū)域集聚”原則，保持存儲器、先進(jìn)工藝等關(guān)鍵核心領(lǐng)域投資力度，推動成熟工藝、特色工藝、化合物半導(dǎo)體等制造業(yè)高端化發(fā)展，培育形成具有一定技術(shù)實力和產(chǎn)能規(guī)模的制造業(yè)集群。同時，以“窗口指導(dǎo)”為抓手，加強對地方政府的監(jiān)管和問責(zé)，規(guī)范集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展秩序，防范化解重大項目建設(shè)和投資風(fēng)險。
建立自主開放生態(tài)體系。以產(chǎn)業(yè)為主、學(xué)界為輔，推動產(chǎn)業(yè)資源橫向整合向縱向整合轉(zhuǎn)變，建立由整機(jī)、系統(tǒng)廠商牽頭，軟硬件企業(yè)、科研創(chuàng)新機(jī)構(gòu)等共同參與，通過產(chǎn)品驗證、升級迭代等途徑實現(xiàn)自主產(chǎn)品成熟度快速提升的國產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)創(chuàng)新協(xié)同。
創(chuàng)新產(chǎn)學(xué)研長效合作模式。通過政策牽引，積極發(fā)揮國家重點研發(fā)計劃、國家科技重大專項等作用，探索設(shè)立由集成電路龍頭企業(yè)參與的聯(lián)合研發(fā)項目，在技術(shù)研發(fā)中賦予技術(shù)商業(yè)價值，促進(jìn)集成電路商業(yè)化應(yīng)用，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)科學(xué)、可持續(xù)發(fā)展。
加大產(chǎn)業(yè)資源傾斜投入。
發(fā)揮資本力量，推動產(chǎn)業(yè)企業(yè)做大做強。盡快啟動國家大基金三期，借鑒一、二期成功經(jīng)驗，調(diào)整產(chǎn)業(yè)投資引領(lǐng)方式，瞄準(zhǔn)存儲器、先進(jìn)制程、化合物半導(dǎo)體等領(lǐng)域，持續(xù)加大對中芯國際、長江存儲、泉州三安等重點企業(yè)資金投入，保持企業(yè)支持政策的連續(xù)性；面向集成電路產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，以中央、省上資金作為引導(dǎo)資金，推動基金、銀行、風(fēng)投機(jī)構(gòu)、民間資本注入產(chǎn)業(yè)，健全多層次資本市場，助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展；搭建統(tǒng)一的信息化、征信平臺，持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)融資環(huán)境，降低產(chǎn)業(yè)投融資門檻，降低政府投資壓力。
構(gòu)建活躍人才沃土，保障產(chǎn)業(yè)高效發(fā)展。面向集成電路設(shè)備、材料、設(shè)計、制造、封測等環(huán)節(jié)，積極招引國際領(lǐng)軍人才團(tuán)隊；充分利用落實集成電路一級學(xué)科建設(shè)契機(jī)，面向設(shè)備、材料和制造等“卡脖子”領(lǐng)域，綜合考量并整合國家戰(zhàn)略需求和產(chǎn)業(yè)企業(yè)發(fā)展需求，形成科學(xué)的學(xué)科人才培養(yǎng)目標(biāo)，鼓勵高校優(yōu)化學(xué)科布局，致力培養(yǎng)基礎(chǔ)研究、工程管理等領(lǐng)域復(fù)合型人才，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供人才保障。
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