缺芯少魂，國產晶片除了All In，還有退路麼？

作者 | 楊麗

編輯| 李陽陽

圖源 | 圖蟲

步步緊逼，國產晶片正面臨一場生死競速。

繼2018年4月，美國商務部以違反針對伊朗及朝鮮的貿易禁運為由，對中國通訊裝置大廠中興通訊實施制裁後，進入2019年5月以來，美方以同樣的手段，對華為進行了“定向打擊”。

從將華為及其70家公司列入實體名單，到對晶片下手，打擊手段之專業性、針對性、攻擊性一路升級。

華為公司則聲稱其儲備的美國關鍵晶片最多夠支撐一年半到兩年。而儲備晶片的重點在於英特爾公司所生產用於伺服器的中央處理器、賽靈思公司的可程式設計晶片。

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，背後反映出的則是國內晶片自主可控能力的不足。

缺“芯”少“魂”

“中國資訊產業缺‘芯’少‘魂’。”18年前，時任科技部部長徐冠華打了一個形象比喻，“芯”指晶片，“魂”指作業系統。18年後，缺“芯”少“魂”的問題再次橫槓在國人面前。

實際上，近些年中國IT企業的迅速發展，讓晶片的自給能力得到了快速攀升。華為麒麟晶片直逼世界先進水平，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產晶片。

在晶片全產業鏈的佈局上，放眼全球，中國也是為數極少形成競爭力的國家之一。

資料顯示，中國自主研發晶片在全球佔比為7。78%，雖然這與中國的使用量不相匹配，但如果放在全球排名，也就僅次於美國、韓國、日本，與德國不分伯仲。

但從整體上看，國產晶片與世界先進水平的差距實屬很大。

據海關相關資料顯示，2017年中國對美國出口最多、也是順差最大的兩項商品分別是“電話機等通訊裝置”和“自動資料處理器”，也就是手機與電腦。這兩項分別佔中國對美國出口額的13。8%，總額約1200億美元。

把鏡頭拉遠，站在世界角度來看，這一數字更加驚人，目前中國生產了全球80%的手機和95%以上的電腦。

中國每年海量進口晶片、顯示面板、基礎電子元器件，再加上自產部件，經過“富士康”們組裝為產品，再大量出口供應全球。

而這一過程，嚴格來講，不能算“中國製造”，而是“中國組裝”。

到2017年，中國已經連續數年佔據了世界最大積體電路市場的“寶座”，只不過在這個全球最大積體電路市場中，中國的晶片卻一直嚴重依賴進口。

資料統計，1999年，中國大陸晶片銷售總額為86億美元，僅佔全球市場的5。9%；2017年，中國進口3770億塊晶片，進口額合計達到2601億美元。

2018年，中國進口晶片超過3120。58億美元，同比增長19。8%，創下了歷史新高。

也就是這一年，晶片超過原油，成為中國進口第一大品類。

同年，晶片的出口額僅為846。36億美元，這也意味著晶片進口額是出口額的3。7倍。並且從近5年的資料來看，這一逆差越拉越大。

中國進口晶片所花費的代價，已經連續數年遠超石油進口額。計算機處理器、汽車內聯式晶片等高階產品更是極度依賴進口。

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

“芯”難做

晶片與我們密不可分，但絕大部分人對其知之甚少。

1.技術門檻高

無論是日常生活中的電子音響、手機、液晶屏，還是傳統工業類的各大數控機床和國防工業的導彈、衛星、火箭、軍艦，其最核心、最關鍵的部分就是晶片。

沒有晶片，網路難連結，雷達、通訊會癱瘓，機械裝置也會失控。

晶片，英文名chip，業內也稱之為“高階沙子”。採用幾百道複雜工藝，把一個電路中所需的電晶體，包括二極體、電阻、電容和電感等元器件及佈線互聯形成一個電路。

集中製作在一小塊或幾小塊矽片上，然後封裝在一個殼體內，成為具有所需電路功能的微型結構。

成型的晶片，有的甚至小於指甲蓋，而就是在這個指甲蓋大小的空間記憶體儲了海量資訊。

因此，積體電路整個技術從設計到製造，到目前為止是人類歷史上最精密的設計、製造加工技術之一，生產製造流程之複雜，非一家企業、一個國家所能壟斷，全球分工是必然。

2.呈指數級增長

英特爾公司的聯合創始人之一戈登·摩爾早在1965年，就曾對積體電路的未來做出預測，他推算，到1975年，每塊晶片整合的電子元件數量將達到65000個，而實際上，每18個月左右晶片上的整合電子元件數量都會翻一番。

技術進步是指數級的，誰先落下一步，就會陷入“步步落後”的怪圈。

1947年，美國貝爾實驗室發明半導體接觸式電晶體時，地球的另一邊，中國也衝出了西方禁運，僅比美國晚了一年拉出矽單晶。

《“芯”想事成》這本書中記載，中西方晶片真正拉開差距始於二十世紀五十年代，具體有以下幾大原因：

從國際上看，“二戰”結束後，美蘇陣營對峙，美國、英國、日本、法國、澳大利亞等國家在巴黎成立了一個叫巴黎統籌委員會（簡稱“巴統”）的組織，限制成員國向前蘇聯陣營出口，包括軍事裝備、尖端科技和稀有物資三大類上萬種產品被列入禁運清單。

1952年，中國也被列入禁運清單。儘管中國頂住壓力，先後成功研製出每秒10萬次、100萬次級別的計算機。

但同時期的美國，已經擁有了超強大的超級計算機和十分先進的晶片設計、製造生產線。

此後幾十年，中美兩國雖然在能源、環境、可持續發展等領域合作不少，但受限於“巴統”組織，中美兩國在航空航天等高技術領域一直幾乎沒有合作。

具體到晶片，中國更是多處受限，除了一些精密裝置使用晶片直接限制出口中國，其他一些高階數控系統等先進裝置也嚴格控制出口中國。

從國內看，發生在20世紀60年代的文革（文化大革命），讓企業的生產條件和設施受到十分嚴重的破壞。

資料顯示，文革時期，中國曾一度採用群眾運動的方式全民大搞半導體。當時，報紙上長篇累牘地宣傳：街道老太太在弄堂里拉一臺擴散爐也能做出半導體。

這種違背規律的鼓吹，嚴重衝擊了正規工廠的半導體生產研發流程。加之國際上的技術封鎖與禁運，導致中國晶片沒有避開“一步落後，步步落後”的陷阱。

另外，晶片製造領域的關鍵裝置，供應商大多集中在日本、美國，部分集中在歐洲，這些國家一直優先供貨的公司是三星、臺積電、英特爾等。

中國企業要訂貨得排隊，交貨期將近兩年，交貨後，生產線除錯需一年，也就是說，從訂單到量產至少三年，來回一折騰，中國距離最先進晶片的工藝製造就有一代以上了。

中國“芯”要自主可控，道阻且長

但也不必妄自菲薄

一概而論中國造不出晶片，是不準確的，因為不同領域情況不同。

倪光南院士曾在採訪中介紹，在超級計算機領域，中國晶片不比別人差；桌面產品的晶片要比發達國家差，但差距不大，大概三五年；

手機上的晶片也跟國外大致相當。但也有些晶片確實跟國外差距很大，因為有些領域過去沒有重視。

創業邦梳理資料發現，在超級計算機中，中國“芯”佈局時間最長。超級計算機在國防資訊保安、計算流體力學核武器研究等領域發揮著關鍵作用，往往被視為國家科技實力的象徵之一。

發展運算速度更快、應用功能更強的超級計算機，已經成為當今世界國家競相爭奪的一個戰略制高點。

過去，美國嚴格限制對中國出口超級計算機，中國採購除了價格高，還需標明每一次具體用途。

因此。在20世紀90年代，中國痛下決心要研發超級計算機。1992年誕生了銀河2號，1993年誕生了曙光1號。

即便如此，在美國一些大學者對全球500名超級計算機的排名中，直到2008年，前100名也沒見著中國的身影，常年佔據榜首的是美國，其總數量佔據壓倒性優勢。

不過，中國的追趕速度一直很快，到了2011年6月，中國天河1A超級計算機一度登頂榜首。6個月後，天河二號問世，接棒榜首位置，一度牢牢佔據4年。

2015年，正當天河二號準備進行全面進攻時，美國突然找出藉口，禁止美國公司再向天河二號提供晶片。

但美國的這一招貌似不管用，因為在2016年，中國的“申威。太湖之光”脫穎而出，再度佔據全球榜首寶座。值得一提的是，“申威。太湖之光”採用了一顆中國“芯”，在超級計算機500強的榜單裡，中國的數量也在這一年裡首超美國。

中國逐漸形成了天河、申威、曙光三大超算系列。從20世紀初開始，方舟、北大眾志、申威、飛騰……中國“芯”前赴後繼，在這一核心領域爆發戰鬥力。

實際上，在手機晶片領域，中國“芯”也可圈可點。

2017年IC Insights報告顯示，全球前十大IC設計企業中，華為海思已名列第7位。華為的麒麟晶片在效能上與高通、三星這些國際領先產品也不相上下。

晶片競速，沒有退路

從“巴統”禁運到太平洋彼岸的頻繁打擊，中國晶片征程走過太多坎坷。這是一場曠日持久的大國之間的拉鋸戰，也是一場將會改變世界格局的博弈。

面對全球割裂、晶片霸權，除了爭分奪秒地在資本、市場、人才上加大投入，我們沒有退路。

1.資金湧入

從歐盟的一份報告中可以看到，2018年，全球研發投入最多的2500家公司整體研發經費，約佔全球上百萬企業的90%。

而自2014年以來，中國在半導體領域的資本支出呈直線上升走勢，並在2018年成功追平日本、歐洲。

2.巨頭攢動

伴隨5G、AI、物聯網等技術的崛起，中國市場大江大海，能夠承載更多晶片巨頭的成長。

其中，華為海思、中芯國際、匯頂等一眾巨頭，如今都是國家半導體的中流砥柱。尤其是2019年阿里在杭州云溪大會上推出的含光800 AI晶片格外引人注目，因為它除了在效能上號稱最強，更是其“自研架構”。

3.人才戰略

中國在晶片生態戰爭中，一直在增強自身造血能力，擴大人才戰略。有報道顯示，韓國半導體人才“出走”中國，已成為現象級趨勢。

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

不過，在現有技術條件下，中國衝刺存在兩大利好：

一方面，晶片製造方面的“摩爾定律”正在失效，中國不再是永無止境的追趕；

另一方面，AI技術的崛起，有望給晶片領域開闢一條全新的賽道，新一輪的競爭才剛剛開始。