無“芯”之問

汪勇

2018年4月16日，美國商務(wù)部發(fā)布公告，宣布制裁中國高科技龍頭企業(yè)之一的中興通訊，禁止美國公司向中興通訊銷售零部件、商品、軟件和技術(shù)，為期長達(dá)？年。其中最關(guān)鍵的，就是禁止和通訊相關(guān)的芯片產(chǎn)品及相關(guān)技術(shù)的出口。雖然中興通訊已經(jīng)是中國科技行業(yè)的巨頭之一，也是全球第四大電信設(shè)備提供商，但不可或缺的核心技術(shù)始終掌握在美國科技公司手中，中興通訊難免會(huì)陷入無零件可買、也無技術(shù)支援的絕境中。

不管這一事件最終如何解決，都充分暴露了中國高科技行業(yè)的缺“芯”問題。那么，芯片到底是什么呢？它為什么那么重要？中國為什么遲遲沒有實(shí)現(xiàn)芯片自主化呢？

小小的芯片為何如此重要

芯片（ chip），是半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的統(tǒng)稱，是指內(nèi)含集成電路的硅片，通常又可以稱為微電路（microcircuit）、微芯片（ microchip）、集成電路（integratedcircuit，IC）。芯片組一般是指集成電路的載體，也是集成電路經(jīng)過設(shè)計(jì)、制造、封裝、測試后的結(jié)果，通常是一個(gè)可以立即使用的獨(dú)立整體。在大家的日常討論中，“芯片”和“集成電路”這兩個(gè)詞經(jīng)?；熘褂?，比如集成電路設(shè)計(jì)和芯片設(shè)計(jì)說的是一個(gè)意思，芯片行業(yè)、集成電路行業(yè)、IC行業(yè)往往也是一個(gè)意思。

很多人都知道，芯片和現(xiàn)代生活息息相關(guān)，我們?nèi)粘Ｓ玫暮芏鄸|西，小到音箱、耳機(jī)、遙控器、手機(jī)，大到電視機(jī)、空調(diào)、洗衣機(jī)、熱水器，這些家用電器都離不開芯片。實(shí)際上，除了我們?nèi)粘＝佑|的具體的電子產(chǎn)品，芯片在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用更為廣泛，通訊、智能化系統(tǒng)、自動(dòng)控制、空間技術(shù)、電臺(tái)、電視等，都是在芯片技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。

芯片“人小鬼大”，只有指甲蓋大小的芯片上能集成少到幾千萬多到幾十億個(gè)元器件，芯片如同人腦一樣，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行高效率的計(jì)算和處理，然后返回需要的信息，是主導(dǎo)高科技產(chǎn)品效能的重要器件?？梢哉f，如果沒有芯片，我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娮赢a(chǎn)品，就會(huì)變成“廢銅爛鐵”；而現(xiàn)代社會(huì)所依賴的整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)，就會(huì)瞬間癱瘓。

造“芯”究竟難在哪里

別看芯片的體積小，但制造難度非常大，其制作過程不亞于在指甲蓋上建造一座城市。在顯微鏡下，芯片上的電路如同街道星羅棋布，無數(shù)的細(xì)節(jié)令人驚嘆不已。 芯片制造的步驟大致如此：首先將高純的硅晶圓切成薄片，然后在每一個(gè)切片表面生成一層二氧化硅；在二氧化硅層上覆蓋一個(gè)感光層，進(jìn)行光刻蝕；添加另一層二氧化硅，然后再光刻一次，如此添加多層：整片的晶圓被切割成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的芯片單元，進(jìn)行封裝。

看上去芯片制造似乎不難，但實(shí)際上卻有著嚴(yán)格的技術(shù)壁壘，而核心技術(shù)掌握在西方發(fā)達(dá)國家手里。舉個(gè)例子，在芯片制造中，光刻蝕是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但中國目前還沒有獨(dú)立自主研發(fā)的高端光刻機(jī)，從荷蘭公司進(jìn)口的光刻機(jī)，對(duì)中國又有技術(shù)限制。中國需要獨(dú)立自主研發(fā)自己的高端光刻機(jī)，但這需要在基礎(chǔ)環(huán)節(jié)上就培養(yǎng)自己的技術(shù)，是一個(gè)漫長的突破過程。

事實(shí)是，中國現(xiàn)代高科技領(lǐng)域的核心基礎(chǔ)——“芯”，目前整體產(chǎn)業(yè)還相當(dāng)薄弱。從數(shù)據(jù)看，中國芯片需求量占全球50%（某些應(yīng)用的芯片，占比更達(dá)到70%—80%），而國產(chǎn)芯片只能自給8%左右。2017年，中國進(jìn)口芯片2 300億美元，屬于第一大宗商品，支出遠(yuǎn)超進(jìn)口原油。

中國的芯片產(chǎn)業(yè)難在哪里？除了技術(shù)壁壘，還有其他因素。

首先，有先發(fā)優(yōu)勢的歐美等發(fā)達(dá)國家芯片產(chǎn)業(yè)占據(jù)了行業(yè)制高點(diǎn)，并獲取了大量利潤，而這些利潤促進(jìn)其快速更新?lián)Q代，形成了產(chǎn)業(yè)壟斷。中國芯片產(chǎn)業(yè)起步晚，在投入巨額資金進(jìn)行自主研發(fā)后，雖然達(dá)到了發(fā)達(dá)國家的上一代產(chǎn)品水平，但在高端芯片生產(chǎn)上，卻無法分一杯羹。歐美等發(fā)達(dá)國家每一代芯片都賺取了全球的高額利潤，而中國每一代芯片研發(fā)卻只能往里投錢，沒有獲得相應(yīng)的市場份額和收益。這種格局已經(jīng)持續(xù)了很多年，絕大多數(shù)國家早已放棄了這個(gè)行業(yè)，中國是極少數(shù)仍在堅(jiān)持進(jìn)行自主研發(fā)的國家。

其次，芯片產(chǎn)業(yè)是高投入、高風(fēng)險(xiǎn)、高研發(fā)，但回報(bào)周期長，甚至無法取得收益的項(xiàng)目。一般企業(yè)很難有如此巨大的資金量和資源來從事此項(xiàng)投入，因此，需要國家從產(chǎn)業(yè)上進(jìn)行扶持，但這樣也造成了一定程度脫離市場規(guī)律，導(dǎo)致核心競爭力不強(qiáng)，很難走向市場。

再次，是與發(fā)達(dá)國家的人才資源差距。雖然近些年電子行業(yè)專業(yè)人才逐年增加，但是相關(guān)的高精尖人才與發(fā)達(dá)國家還是存在很大的差距。十年樹木、百年樹人，芯片技術(shù)人才的培養(yǎng)需要比較長的周期，通過幾代人的努力，才有可能彌補(bǔ)與發(fā)達(dá)國家間的人才差距。

所以，與其說中國“造芯難”，不如說中國“造芯慢”。從某種角度來看，美國禁止中興購買芯片這件事未嘗不是件好事。這將倒逼中國企業(yè)進(jìn)一步研發(fā)芯片技術(shù)，加快追趕美國芯片產(chǎn)業(yè)的步伐。未來，貼著中國身份標(biāo)簽的“中國芯”，完全有可能走向全世界。

為了“中國芯”，我們要做什么

2006年國務(wù)院公布的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》中，將“核高基” （核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品）作為與載人航天、探月工程并列的16個(gè)重大科技專項(xiàng)之一，目的就是要在信息領(lǐng)域替代國外體系。

國家從戰(zhàn)略層面制定了芯片發(fā)展計(jì)劃，在2014年就決定未來10年投入f萬億產(chǎn)業(yè)基金；再加上很多地方政府的產(chǎn)業(yè)基金，應(yīng)該數(shù)倍于這個(gè)數(shù)字。所以，從政策面來看，芯片產(chǎn)業(yè)是決定國家前途命運(yùn)的行業(yè)，是國家中長期發(fā)展的重點(diǎn)計(jì)劃。

從企業(yè)角度來說，在國家的大力扶持下，企業(yè)也加大了芯片產(chǎn)業(yè)的投入。中興事件，也讓中國科技行業(yè)進(jìn)一步看清了目前在核心技術(shù)方面的差距。中國企業(yè)要走出目前技術(shù)集成商的尷尬境地，擺脫核心技術(shù)被美國卡脖子的不利境地，只能繼續(xù)加大投入，在芯片等核心技術(shù)與未來技術(shù)的研發(fā)上打造自己的科技巨頭。華為多年苦心研發(fā)手機(jī)cpu海思芯片是一個(gè)最好的范例。阿里巴巴宣布研發(fā)自己的人工智能（Al）芯片的同時(shí)，也開始收購芯片公司，加強(qiáng)在芯片領(lǐng)域的投入。小米發(fā)布了松果芯片，用于自己的手機(jī)中。國內(nèi)產(chǎn)業(yè)巨頭的加入，真正推動(dòng)了中國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，與其他企業(yè)共同直面中國缺芯難題。

中國芯片的機(jī)會(huì)和未來

在芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向上，首先我們必須按部就班，按市場和產(chǎn)業(yè)規(guī)律發(fā)展自己的芯片產(chǎn)業(yè)，加強(qiáng)資金、技術(shù)、人才方面的投入。但同時(shí)，我們也未必要走硅谷老路子，在邁入人工智能（AI）芯片時(shí)代，需要新的架構(gòu)、新的芯片和新的生態(tài)。這就是中國公司的機(jī)會(huì)。

雖然在整個(gè)芯片領(lǐng)域，中國沒有話語權(quán)，但是在人工智能芯片領(lǐng)域，中國是暫時(shí)領(lǐng)先的。不盲目樂觀，也不盲目悲觀，只要不斷加大投入，中國必有趕超的那一天。

創(chuàng)新工場創(chuàng)辦人、VC投資人李開復(fù)說，從整個(gè)大生態(tài)系統(tǒng)來看，這些年，中國市場吸引了非常聰明的投資人，他們投資了一批執(zhí)行力很強(qiáng)的創(chuàng)業(yè)者，創(chuàng)造出了與硅谷不同的思考方式，比如硅谷以技術(shù)為主，中國以應(yīng)用為導(dǎo)向。全球的芯片操作系統(tǒng)和應(yīng)用思維未來會(huì)裂變成兩個(gè)核心，一個(gè)以美國為核心，一個(gè)以中國為核心。這意味著，每個(gè)層面從應(yīng)用到創(chuàng)業(yè)，到投資，到操作系統(tǒng)，包括芯片，都會(huì)給中國帶來機(jī)會(huì)。

只是中國的核心技術(shù)獨(dú)立過程尚需時(shí)日，絕非一日之功，更需戒驕戒躁。