全球供應鏈深度互嵌下芯片產(chǎn)業(yè)關鍵節(jié)點的產(chǎn)業(yè)鏈安全研究

高青松 劉惠玲

一、引言

在全球產(chǎn)業(yè)鏈深度融合互嵌下，傳統(tǒng)的國際分工格局被改變，傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)間和產(chǎn)業(yè)內(nèi)國際分工已經(jīng)逐漸深化為產(chǎn)品內(nèi)國際分工，各國的分工模式、產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)環(huán)境發(fā)生巨大的變化[1]。一些國家不僅喪失了本國經(jīng)濟發(fā)展所依賴的正常產(chǎn)業(yè)鏈條和產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境，而且還喪失了對關系到國計民生的重點產(chǎn)業(yè)和核心技術的自主控制權(quán)[2]。美國制裁中興和打壓華為事件為我國芯片產(chǎn)業(yè)供應鏈安全敲響了警鐘。供應鏈安全是國家經(jīng)濟安全的基本要求，尤其是在對國家經(jīng)濟發(fā)展有重大引領作用的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)領域。2018年政府工作報告中，芯片產(chǎn)業(yè)被排在了中國實體經(jīng)濟的第一位。芯片產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中發(fā)揮著戰(zhàn)略性、基礎性和先導性的作用，已成為實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐。但是中國的芯片產(chǎn)業(yè)與發(fā)達國家相比在創(chuàng)新能力和經(jīng)濟效益方面存在一定的差距，芯片設計工具的缺乏、原材料和設備依賴進口的問題嚴重影響著我國芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，芯片產(chǎn)業(yè)鏈存在巨大的安全隱患。研究芯片產(chǎn)業(yè)鏈，分析產(chǎn)業(yè)鏈中影響芯片產(chǎn)業(yè)安全的關鍵節(jié)點，探究芯片產(chǎn)業(yè)關鍵節(jié)點出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈安全隱患的原因，提出解決芯片產(chǎn)業(yè)鏈安全隱患的對策，具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。

二、文獻綜述

我國芯片產(chǎn)業(yè)是在參與國際分工，深度融入全球產(chǎn)業(yè)鏈的背景下逐漸發(fā)展起來的，學者們對芯片產(chǎn)業(yè)的研究也逐年深入。在產(chǎn)業(yè)政策方面，李國杰提出依靠政府采購力量啟動市場，政府采購是扶持國內(nèi)企業(yè)成長的重要力量［3］；黃智文建議從降低和簡并增值稅稅率、擴大芯片相關產(chǎn)業(yè)企業(yè)所得稅優(yōu)惠范圍、降低個人所得稅最高邊際稅率和降低社會保險費率等方面進一步著力[4]；丁瀟君和房雅婷采用PMC指數(shù)模型對芯片產(chǎn)業(yè)扶持政策進行量化評價，提出加強產(chǎn)業(yè)扶持政策的有效性和精準性等建議[5]；繆小明、王玉梅和辛曉華研究發(fā)現(xiàn)，人才培養(yǎng)、稅收優(yōu)惠、法規(guī)管制、目標規(guī)劃、科技成果轉(zhuǎn)化以及政府采購政策可以有效提升產(chǎn)業(yè)競爭力，但資金投入政策對產(chǎn)業(yè)競爭力具有一定的抑制作用[6]。在產(chǎn)業(yè)競爭力方面，雷瑾亮、張劍和馬曉輝從芯片產(chǎn)業(yè)的地域形態(tài)、技術形態(tài)、產(chǎn)業(yè)形態(tài)和商業(yè)形態(tài)進行分析，提出我國芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展應遵循“產(chǎn)業(yè)形態(tài)整合－技術形態(tài)升級－商業(yè)形態(tài)創(chuàng)新”三個階段[7]；劉雯、馬曉輝和劉武提出構(gòu)建芯片設計、加工和測試等各環(huán)節(jié)協(xié)同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)鏈、加強芯片企業(yè)與下游整機企業(yè)的聯(lián)動和組建有全球影響力的行業(yè)龍頭等建議[8]；鄧中翰建議加大對芯片產(chǎn)業(yè)中的重點環(huán)節(jié)資本投入，加大對重點企業(yè)的金融支持力度，扶持自主芯片企業(yè)在境內(nèi)外上市融資、發(fā)行各類債務融資工具[9]。

芯片產(chǎn)業(yè)是一個國家科技實力和經(jīng)濟發(fā)展的重要標志，但是我國芯片企業(yè)和國外一流企業(yè)存在一定的差距。核心知識產(chǎn)權(quán)缺失，技術創(chuàng)新能力相對薄弱；產(chǎn)業(yè)鏈整合能力薄弱，自主產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系亟待完善；供需失配矛盾突出，高端芯片依賴進口等問題使我國芯片產(chǎn)業(yè)面臨被“卡脖子”的危險[10]。近年來，中興事件暴露了我國芯片產(chǎn)業(yè)安全形勢面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。據(jù)統(tǒng)計，中興通訊大約有20%～30%的元器件由總部在美國的廠商供應，大部分常用器件都依賴于國外芯片廠商供貨，國內(nèi)暫時沒有替代品，美方正是看準了中興通訊這一致命弱點，以供應鏈安全為名發(fā)布禁購令，卡住了中興通訊的咽喉[11]。

中興事件使產(chǎn)業(yè)安全和供應鏈安全成為熱點話題。目前，對產(chǎn)業(yè)安全的認識學術界并沒有形成一致的觀點。比較具有代表性的觀點是“產(chǎn)業(yè)安全，是本國資本對本國產(chǎn)業(yè)的控制力，具體體現(xiàn)在本國資本對影響國計民生的重要經(jīng)濟部分擁有自主權(quán)或控制權(quán)”[12]。產(chǎn)業(yè)安全具有一定的動態(tài)性，戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的環(huán)境和特征的變化導致影響產(chǎn)業(yè)安全的因素也隨之變化，因此難以區(qū)分產(chǎn)業(yè)安全的影響因素和測量指標[13]。從已有文獻來看，對供應鏈安全展開研究的很少，主要集中研究在食品和軟件這兩個產(chǎn)業(yè)。相比產(chǎn)業(yè)安全而言,供應鏈安全除了要體現(xiàn)本國資本對事關國計民生的產(chǎn)業(yè)核心關鍵環(huán)節(jié)、支柱產(chǎn)業(yè)核心掌控能力，還要體現(xiàn)在開放環(huán)境下，降低供應中斷風險，確保延伸到國外的產(chǎn)業(yè)鏈條安全，具有較強的層次性、系統(tǒng)性[14]。

綜上所述，學者對我國芯片產(chǎn)業(yè)的研究主要集中在芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問題及對策方面等宏觀層面，對于芯片產(chǎn)業(yè)關鍵節(jié)點和產(chǎn)業(yè)鏈安全的微觀層面研究相對較少。本文從產(chǎn)業(yè)鏈的結(jié)構(gòu)分析入手，清晰地刻畫出產(chǎn)業(yè)關鍵節(jié)點和分析我國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，通過關鍵節(jié)點的分析，找到引發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈安全隱患的細節(jié)問題，從而提出相應的解決產(chǎn)業(yè)鏈安全隱患的對策。

三、芯片產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)、關鍵節(jié)點及我國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

芯片產(chǎn)業(yè)鏈是在知識經(jīng)濟時代產(chǎn)生的，它的成長和發(fā)展，是傳統(tǒng)制造業(yè)與計算機、互聯(lián)網(wǎng)、信息產(chǎn)業(yè)和新材料產(chǎn)業(yè)高度聚合的產(chǎn)物，因而具有高科技產(chǎn)業(yè)的全部屬性。

（一）芯片產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)

芯片產(chǎn)業(yè)通過上下游之間的協(xié)同和配套，由芯片設計公司設計出芯片版圖，然后委托芯片制造廠生產(chǎn)晶圓，再委托封裝廠進行芯片封裝、測試（見圖1）。產(chǎn)業(yè)鏈上游向下游傳達設計信息，下游向上游輸送完整成熟的產(chǎn)品和反饋信息，從而實現(xiàn)芯片產(chǎn)業(yè)鏈的循環(huán)運轉(zhuǎn)。

整個產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)運作流程是基于用戶需求，當用戶產(chǎn)生需求之后進行芯片設計。在芯片設計環(huán)節(jié)中，首先要進行規(guī)格定制，設計電路，有了完整設計之后，放入電子設計自動化工具，形成電路圖，電路圖中每一種不同顏色就代表一張光罩。原材料和設備是芯片制作和封裝測試的基礎，尤其是對于芯片制作環(huán)節(jié)來說至關重要。芯片制作首先要進行晶圓制造，需要采用單晶做成晶圓，晶圓是芯片制作的基礎。多晶硅經(jīng)過切割、研磨、拋光和清洗等一系列程序后，制作出單晶硅片，再經(jīng)過刻號、清洗、氧化擴散、化學氣相沉積、濺鍍、光刻、蝕刻、離子植入擴散、光阻去除和WAT測試等一系列工藝之后，就會在一整片晶圓上完成很多芯片，再將方形的芯片剪下，送到芯片封裝測試廠。由于芯片非常的微小且輕薄，必須經(jīng)過封裝才能成功安置在電路板上。芯片封裝后必須經(jīng)過切割、打線、測試和老化試驗等一系列工藝，檢測是否能正常運作，確認無誤后才能進入應用市場。

圖1 芯片產(chǎn)業(yè)鏈運行結(jié)構(gòu)

（二）芯片產(chǎn)業(yè)關鍵節(jié)點

從產(chǎn)業(yè)鏈的角度來看，芯片產(chǎn)業(yè)有三個關鍵節(jié)點，即設計、制作和封裝測試。

芯片設計環(huán)節(jié)位于產(chǎn)業(yè)鏈的上游，技術含量高和產(chǎn)品附加值高。芯片設計是芯片制作的前提，芯片設計的好壞最終決定了芯片的質(zhì)量。芯片設計包括前端設計、后端設計和反向設計，目前國際上規(guī)模比較大的公司是以正向設計為主，反向設計只是用于檢查是否存在其他公司抄襲現(xiàn)象。

芯片制作環(huán)節(jié)位于產(chǎn)業(yè)鏈的中游，資本和技術密集，規(guī)模經(jīng)濟顯著。與一般制造業(yè)不同的是，芯片制作的工藝和難度遠超于芯片設計環(huán)節(jié)。芯片制作環(huán)節(jié)是典型的重資產(chǎn)、投資回收期長、高折舊的行業(yè)，一條晶圓的生產(chǎn)線從數(shù)億美元、十億美元到上百億美元不等。

芯片封裝測試環(huán)節(jié)位于產(chǎn)業(yè)鏈的下游，屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)，技術壁壘和附加值都比較低[15]。隨著芯片復雜度的提高，封裝測試環(huán)節(jié)的地位將會不斷的得到提高。隨著先進封裝測試技術的發(fā)展，封裝測試企業(yè)不再只進行單純的芯片封裝測試，會越來越朝著方案解決商發(fā)展。

（三）我國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)鏈競爭力評估分析

我國是芯片產(chǎn)業(yè)的消費大國，但還不是芯片制造的強國。我國在融入世界經(jīng)濟過程之中，雖然人才、技術、資金、信息等生產(chǎn)要素實現(xiàn)雙向流動，產(chǎn)業(yè)體系深度融入世界貿(mào)易和分工體系，但在全球價值鏈中仍處于較低端位置，“大而不強”特征明顯[16]。

我國芯片產(chǎn)業(yè)對外依存度較高，技術創(chuàng)新能力相對薄弱。在全球集成電路（IC）2018年市場份額排名中，美國以超過50%的占比居全球第一位，其次是韓國、日本和歐盟，中國在全球市場份額僅占3%，在國際市場上面臨著激烈的競爭①。

從芯片產(chǎn)業(yè)應用領域來看，在部分應用領域內(nèi)國內(nèi)企業(yè)市場份額較高，但在高端通用芯片等領域內(nèi)高度依賴進口，核心芯片自給率極低。在指紋識別芯片市場領域中，我國企業(yè)后來居上，其中主要包括匯頂科技、思立微等，通過多年的努力，市場份額逐年提升。寒武紀、地平線、百度等國內(nèi)企業(yè)的AI芯片在國際市場上嶄露頭角。但是在高端通用芯片CPU、GPU、FPGA等高性能運算芯片、儲存芯片、高性能模擬芯片和基站芯片等領域仍然依賴進口。英特爾與AMD壟斷了全球CPU市場，雖然國產(chǎn)CPU有龍芯、兆芯等知名品牌，但是沒有實現(xiàn)商業(yè)量產(chǎn)，在性能、工藝等方面不及英特爾和AMD。GPU市場被英偉達和AMD壟斷，目前國內(nèi)唯—成功自主研發(fā)國產(chǎn)化GPU的是景嘉微。

經(jīng)過多年的努力，我國芯片產(chǎn)業(yè)鏈布局日趨完善，目前各個環(huán)節(jié)已經(jīng)發(fā)展成為獨立成熟的子產(chǎn)業(yè)。在下游封裝測試環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)鏈競爭力已經(jīng)取得一定的優(yōu)勢，但在芯片設計和制作環(huán)節(jié)在芯片產(chǎn)業(yè)鏈中競爭力和比較優(yōu)勢并不突出，芯片產(chǎn)業(yè)鏈模式也缺乏競爭力（見圖2）。

圖2 我國芯片產(chǎn)業(yè)鏈競爭力分析

在芯片設計環(huán)節(jié)，投資較踴躍，發(fā)展?jié)摿透偁幜Σ粩嗵岣?。由于我國有著巨大的芯片市場，一大批本土芯片設計企業(yè)快速成長起來，使得芯片設計成為我國集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中比重最大的產(chǎn)業(yè)，使我國芯片設計市場日益繁榮。目前我國的芯片設計主要服務于移動通信領域，涌現(xiàn)了一批例如海思、紫光展銳、大唐電信等國際知名優(yōu)秀企業(yè)，其中海思和紫光展銳進入全球前十大Fabless供應商排名。

在芯片制作環(huán)節(jié)，和國外先進技術相比，中國企業(yè)還有較大的差距。臺積電、Intel和三星已經(jīng)量產(chǎn)了10nm和7nm工藝，而目前國內(nèi)大陸最先進的量產(chǎn)工藝還是28nm，14nm工藝研發(fā)基本完成，但尚未正式量產(chǎn)，差距至少有兩三代。

在芯片封裝測試環(huán)節(jié)，部分技術已達到國際先進水平。我國企業(yè)進入相對較早，封裝測試環(huán)節(jié)是我國芯片產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢環(huán)節(jié)，部分封裝測試企業(yè)在高端封裝技術上已達到國際先進水平，并已占據(jù)較高的市場份額，不斷向產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展?；谖覈诔杀疽约百N近消費市場等方面的優(yōu)勢，我國封裝測試產(chǎn)業(yè)已經(jīng)具備規(guī)模和技術基礎，與領先企業(yè)技術差距逐漸縮小，基本已掌握最先進的技術。當前國內(nèi)封測產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)外商獨資、中外合資和內(nèi)資三足鼎立的局面，長電科技、華天科技、通富微電等內(nèi)資企業(yè)已進入全球封裝測試企業(yè)前20名，并通過海外收購或兼并重組等方式不斷參與到國際競爭中。從芯片產(chǎn)業(yè)鏈模式來看，我國Fabless模式和Foundry模式不斷發(fā)展，但缺乏具有競爭力的IDM模式。目前我國芯片產(chǎn)業(yè)分工模式不斷在演化，芯片產(chǎn)業(yè)正處在從垂直整合的集成設備制造(IDM，Integrated Design and Manufacture)過渡到垂直細化分工的無工廠芯片供應商模式（Fabless）和代工廠（Foundry）模式發(fā)展過程之中，逐漸形成了三業(yè)分離的產(chǎn)業(yè)組織形態(tài)。在IDM模式中，芯片設計、制造、封裝和測試等多個產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)于一身，需要投入巨大的運營成本和管理成本，目前全球只有極少數(shù)企業(yè)能夠維持這種模式，例如英特爾、三星等企業(yè)。我國大陸芯片設計企業(yè)目前主要以Fabless模式為主，我國臺灣臺積電則是以Foundry模式為主。對于我國的芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展，需要強有力的IDM企業(yè)來推動。目前我國聞泰科技收購荷蘭安石半導體集團成，或許會為我國唯一一家擁有完整芯片設計，晶圓制造和封裝測試的大型IDM公司，但是仍然和英特爾、三星等巨頭公司有一定的差距。

總的來說，我國芯片產(chǎn)業(yè)鏈競爭力不強，仍處于國際競爭的劣勢。面對西方發(fā)達國家的出口限制，我國要從源頭上擺脫受制于人的困境，就必須自己都能掌握全產(chǎn)業(yè)鏈的技術，否則，別人就會卡住我們的脖子[17]。

四、我國芯片產(chǎn)業(yè)鏈相關關鍵節(jié)點上存在的安全隱患分析

產(chǎn)業(yè)鏈關鍵節(jié)點在整個產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中起著至關重要的作用。只有產(chǎn)業(yè)鏈關鍵節(jié)點運行通暢，產(chǎn)業(yè)鏈有力銜接，才能促進產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。我國芯片產(chǎn)業(yè)關鍵節(jié)點主要包括芯片設計、芯片制作和芯片封裝測試，任何一個關鍵節(jié)點受制于人都會使我國芯片產(chǎn)業(yè)存在安全隱患。

（一）相關關鍵節(jié)點存在的產(chǎn)業(yè)鏈安全隱患

我國芯片產(chǎn)業(yè)存在巨大的供應鏈安全隱患主要表現(xiàn)在以下兩個環(huán)節(jié)：芯片設計環(huán)節(jié)和制作環(huán)節(jié)。

1.芯片設計環(huán)節(jié)。芯片設計環(huán)節(jié)供應鏈安全隱患在于電子設計自動化（EDA）技術缺乏自主研發(fā)。EDA能夠縮短研發(fā)周期，降低設計成本，是芯片設計中最重要、最必須的軟件工具。芯片設計中的邏輯和物理驗證主要依靠EDA來完成，EDA是進行芯片設計自動化的基礎，沒有EDA軟件就無法進行芯片設計和研發(fā)。

全球EDA技術市場形成巨頭壟斷。2017年全球EDA市場份額有57%都由EDA三巨頭Synop?sys、Cadence和西門子旗下的Mentor Graphics這三家美國企業(yè)占據(jù)②。我國芯片企業(yè)的EDA軟件大部分都由這三家公司提供。雖然我國涌現(xiàn)了一批EDA廠商，例如華大九天、芯禾科技、廣立微等企業(yè)，打破了國外企業(yè)對EDA的技術封鎖，但是在技術、工藝、人才和投入上還和主流存在一定的差距，國內(nèi)EDA廠商短期內(nèi)還沒有能力支撐起產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展，還沒有形成系統(tǒng)的芯片設計解決方案?？偟膩碚f，國內(nèi)芯片企業(yè)總體上還是很難離開三大巨頭公司。

依賴國外企業(yè)所提供的軟件，雖然在一定程度上彌補了國內(nèi)技術的不足，但長期依賴很容易引起產(chǎn)業(yè)的“低端鎖定”，造成“引進—落后—再引進—再落后”的惡性循環(huán)，從而削弱國內(nèi)該技術的自主創(chuàng)新能力[18]。一旦國外EDA公司中斷提供EDA技術，我國芯片產(chǎn)業(yè)將會面臨巨大的挑戰(zhàn)。

2.芯片制作環(huán)節(jié)。芯片制作環(huán)節(jié)供應鏈安全隱患是原材料和設備依賴進口。專用裝備、儀器和材料是芯片產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，是芯片工藝實現(xiàn)的基礎，是我國當前芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)[19]。隨著摩爾定律的加速演進，芯片制作工藝實現(xiàn)的難度、趕超的難度遠大于設計環(huán)節(jié)。

芯片制作所需的材料和設備眾多。雖然我國在這些材料方面已經(jīng)突破壟斷，能夠?qū)崿F(xiàn)自主生產(chǎn)，但是由于企業(yè)規(guī)模小、市場份額和技術水平偏低，仍然和國外材料廠商有一定的差距。國內(nèi)主流市場仍然被美國、日本等發(fā)達國家占據(jù)。以硅晶圓片為例，目前我國硅產(chǎn)業(yè)正面臨戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型期，轉(zhuǎn)型任務十分艱巨，同時還面臨著市場需要變動、貿(mào)易紛爭加劇和創(chuàng)新能力有待提高等多重挑戰(zhàn)。全球硅晶圓片供應商主要有日本信越、日本Sumco、德國Sil?tronic、臺灣環(huán)球晶圓、韓國LG Siltron和美國的Sun Edison（前MEMC）等企業(yè)，前五大廠商市場份額加起來超過90%，行業(yè)壟斷度極高，而且長期處于供不應求的狀態(tài)[20]。

在部分高端芯片設備領域中，國外企業(yè)呈現(xiàn)高壟斷的特點。光刻機是集成電路裝備中最關鍵的設備,其技術難度最高,待解決的問題較多,也是技術探索最為活躍的領域[21]。荷蘭的ASML、日本的Nikon、Canon三家公司基本占領了光刻機的中高端市場，國外企業(yè)通過專利、技術共享形成“寡頭聯(lián)盟”，實行產(chǎn)業(yè)壟斷和技術上的封鎖，使得我國在光刻工藝領域內(nèi)創(chuàng)新產(chǎn)出嚴重不足。目前，我國最好的光刻機精讀是90納米，而國外已經(jīng)做到了十幾納米，我國盡管在光刻機方面開始突破，但仍處于起步的階段。全球前十大芯片設備企業(yè)基本都聚集在美國、日本、荷蘭等國家，目前芯片設備的中高端市場基本被國外企業(yè)壟斷。國內(nèi)設備企業(yè)比較落后，生產(chǎn)的設備大多以中低端為主，與國外企業(yè)差距較大。

原材料和設備是芯片制造的基礎，原材料和設備穩(wěn)定的供應是維護產(chǎn)業(yè)鏈安全的基礎。只有提高芯片原材料和設備國產(chǎn)化率，才能使我國芯片產(chǎn)業(yè)的安全風險減小。

（二）我國芯片產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈安全隱患形成的原因分析

我國芯片產(chǎn)業(yè)存在供應鏈安全隱患，主要原因有以下幾點，見圖3。

圖3 我國芯片產(chǎn)業(yè)存在安全隱患的原因

第一，我國芯片產(chǎn)業(yè)起步較晚，基礎薄弱。我國芯片產(chǎn)業(yè)起步在20世紀50年代，比美國起步晚6年。1956年我國提出了“向科學進軍”的口號，將電子工業(yè)列為重點發(fā)展目標。1965誕生了我國第一塊集成電路，而美國在1958年就誕生了第一塊集成電路。20世紀70年代時，北京、上海等地區(qū)已經(jīng)初步建立了一批專業(yè)生產(chǎn)集成電路，生產(chǎn)硅材料和專用設備的企業(yè)。在封閉式的環(huán)境中進行自行設計、研發(fā)、制作和銷售，加上基礎設施落后、企業(yè)規(guī)模小、產(chǎn)品品種單一、技術相對落后等問題使得我國集成電路規(guī)模較小。當我國的集成電路產(chǎn)量達到6億塊時，已經(jīng)是1996年，而美國比我們早24年，日本比我們早20年。雖然我國一直堅持自力更生的道路，但是在芯片產(chǎn)業(yè)上缺乏前瞻性和市場觀念，認為只要引入生產(chǎn)線即可，而且引入的生產(chǎn)線甚至是其他國家落后淘汰的生產(chǎn)線。即便引入了生產(chǎn)線，真正的技術卻沒有引入，“以市場換技術”等戰(zhàn)略導致了我國芯片產(chǎn)業(yè)一直落后于其他發(fā)達國家。

第二，我國芯片產(chǎn)業(yè)起步初期遭到發(fā)達國家的技術封鎖。起步時就有“巴黎統(tǒng)籌協(xié)會”對我國需要的設備、技術進行封鎖禁運。當“巴黎統(tǒng)籌協(xié)會”解體之后，又有“瓦森納協(xié)定組織”繼續(xù)對我國新興技術和產(chǎn)業(yè)進行限制封鎖，規(guī)定只有滯后兩代的芯片技術和設備才允許我國引進。除了引入先進設備和技術受到限制外，歐美等發(fā)達國家還禁止我國收購其他芯片企業(yè)，禁止華裔工程師進入歐美知名半導體公司的核心部門，來防止技術泄露。更為過份的是，當我國發(fā)布《軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》（即“18”號文件）之后，歐美等發(fā)達國家對我國芯片設計企業(yè)享受增值稅優(yōu)惠政策橫加阻撓，以此進一步限制我國芯片設計業(yè)以至于整個集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展［22］。近年來，發(fā)達國家在國際貿(mào)易中不斷用隱蔽的手蓄意制造摩擦和沖突，使我國芯片企業(yè)難以在國際市場中發(fā)展壯大。

第三，我國芯片產(chǎn)業(yè)人才緊缺。我國芯片產(chǎn)業(yè)專業(yè)人才匱乏、人才供需矛盾等問題突出，嚴重限制了我國芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。我國芯片產(chǎn)業(yè)現(xiàn)有人才量40萬人，到2020年前后人才需求規(guī)模約為72萬人。雖然我國高校集成電路專業(yè)每年畢業(yè)生人數(shù)20萬左右，但僅有3萬人能夠進入本行業(yè)就業(yè)③。芯片人才的需求缺口巨大，我國芯片產(chǎn)業(yè)人才隊伍從數(shù)量、質(zhì)量和結(jié)構(gòu)上都和國外發(fā)達國家具有一定的差距，無論是領軍人才還是管理人才都比較缺乏。同時，國內(nèi)工作環(huán)境、基礎設施不夠完善以及國內(nèi)企業(yè)激勵機制不夠健全等現(xiàn)狀也導致了我國芯片人才儲備不足。

第四，我國芯片產(chǎn)業(yè)研發(fā)投入不足。芯片產(chǎn)業(yè)是資本和技術雙密集的高新戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，而我國研發(fā)資本投入明顯不足，只能從國外引入技術，長此以往形成了一種“路徑依賴”。我國每年用于芯片研發(fā)總投入不超過50億美元，這一數(shù)額不足英特爾一家企業(yè)研發(fā)費用的一半，在研發(fā)和規(guī)?；瘮U充這方面明顯不足［23］。美國等發(fā)達國家之所以能夠走在技術前沿與他們巨大的研發(fā)資本投入是密不可分的，我國華為公司也充分驗證了這一點。芯片企業(yè)由于研發(fā)資本投入不足，使我國芯片產(chǎn)業(yè)整體技術創(chuàng)新能力不強，核心知識產(chǎn)權(quán)缺失。

第五，我國芯片產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的配套和協(xié)同沒有形成合理規(guī)劃的布局。首先主要是芯片的應用市場與芯片產(chǎn)業(yè)嚴重脫節(jié)，其次是芯片產(chǎn)業(yè)鏈（設計、制造、封裝和檢測各環(huán)節(jié)）缺乏相應的配套，再次是芯片相關產(chǎn)業(yè)和支持性產(chǎn)業(yè)沒有發(fā)展到位，造成企業(yè)效率低下、成本高昂[24]。由于芯片產(chǎn)業(yè)資本支出比較高，加上回報周期長等特點，導致我國芯片產(chǎn)業(yè)鏈競爭力較低，從而拉大了我國與國外水平差距。因為我國芯片產(chǎn)業(yè)鏈沒有形成合理布局，即使我國能夠在眾多芯片中突破一種或多種，也無法全部實現(xiàn)進口替代。以華為為例，華為的麒麟系列芯片技術成熟，完全可以與高通的驍龍系列芯片并駕齊驅(qū)，但華為還要從高通等企業(yè)購買其他芯片，主要原因就在于華為的麒麟芯片只是一種CPU，GPU、通訊基帶芯片等其余關鍵核心技術華為沒有掌握，而通訊基帶芯片等基本上被高通等美國企業(yè)壟斷[25]。

第六，我國芯片產(chǎn)業(yè)存在供應鏈安全風險與芯片產(chǎn)業(yè)自身模塊化生產(chǎn)特點緊密相關。芯片產(chǎn)業(yè)面臨供應鏈安全風險，成為最難趕超的領域,與該產(chǎn)業(yè)模塊化網(wǎng)絡生產(chǎn)的組織模式及其所帶來的網(wǎng)絡生態(tài)效應有關。由于芯片模塊化生產(chǎn)網(wǎng)絡，跨國公司利用模塊化遞歸的層級結(jié)構(gòu)，把產(chǎn)業(yè)鏈最高端核心的環(huán)節(jié)保留在“中心”，把其他環(huán)節(jié)一層層往“外推”，跨國公司則可以獲取價值鏈上的大部分利潤，我國只能通過組裝或者中低端供應獲得小部分利潤［26]。由模塊化生產(chǎn)網(wǎng)絡所帶來的網(wǎng)絡生態(tài)效應-路徑依賴、市場鎖定、贏者通吃等一系列市場特征，導致我國很難突破國外技術對我國芯片產(chǎn)業(yè)的掣肘。

回顧我國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷程，起步較晚、發(fā)達國家的封鎖等原因?qū)е挛覈酒a(chǎn)業(yè)基礎薄弱。當我國芯片產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展和規(guī)模不斷擴大時，人才儲備不足、研發(fā)投入不足、產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)缺乏配套和協(xié)同、芯片產(chǎn)業(yè)自身模塊化生產(chǎn)網(wǎng)絡的特點等原因使我國芯片企業(yè)仍處在價值鏈中低端位置。

五、解決我國芯片產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈安全隱患的對策

我國芯片產(chǎn)業(yè)目前正處在戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型期，只有打造安全可控的供應鏈，才能從源頭上保障芯片產(chǎn)業(yè)的供應安全，才能把握未來芯片發(fā)展的主動權(quán)。建議主要從以下三個方面來解決我國芯片產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈安全隱患。宏觀層面：從維護國家利益出發(fā)，健全相應體系，完善頂層設計。中觀層面：從保障供應鏈安全出發(fā)，攻克短板領域，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)。微觀層面：從提升競爭力出發(fā)，整合研發(fā)力量，加強創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展?？傊仨毤幸磺辛α?，推動我國芯片產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)自主化。

（一）加強產(chǎn)業(yè)頂層設計

針對我國芯片產(chǎn)業(yè)關鍵節(jié)點存在的隱患，需要加強芯片產(chǎn)業(yè)的頂層設計。只有充分發(fā)揮頂層設計的作用，在芯片產(chǎn)業(yè)關鍵節(jié)點齊頭并進、整體謀劃，才能使我國芯片產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)的發(fā)展。

一是完善政策配套體系。為了擺脫我國芯片產(chǎn)業(yè)受制于人的現(xiàn)狀，國家產(chǎn)業(yè)政策的實施范圍應該包含芯片產(chǎn)業(yè)的各個環(huán)節(jié)，將產(chǎn)業(yè)政策重點放在芯片設計和制造環(huán)節(jié)，重視設計工具軟件、原材料和設備等輔助領域。由于芯片產(chǎn)業(yè)具有重資本和研發(fā)周期長等特點，必須從完善財稅金融方面的政策入手，加大對重點企業(yè)的金融支持力度，支持芯片企業(yè)融資上市，利用稅收優(yōu)惠政策減輕芯片企業(yè)的負擔。依靠政府采購力量也是完善政策配套體系的手段之一，必須站在國家戰(zhàn)略的角度宏觀統(tǒng)籌。除了政府采購之外，還應該引導和鼓勵戰(zhàn)略行業(yè)和重點企業(yè)采用國產(chǎn)芯片，為國內(nèi)芯片企業(yè)營造良好的營商環(huán)境。

二是制定安全開放的發(fā)展規(guī)劃。在一些關鍵技術領域中，要有意識的避免依賴外國技術，可以在芯片產(chǎn)業(yè)的技術領域和開放國別設置適當?shù)馁Q(mào)易壁壘。在國際合作領域中，對于“引進來”的外資芯片企業(yè)對本土芯片企業(yè)生存空間的挑戰(zhàn)，本土企業(yè)一方面需要在核心環(huán)節(jié)培育和提高自身的市場競爭能力，另一方面應對供應鏈上的外國廠商加強審核，全面衡量合作中的利與弊，有重點的、有限度的保護本土企業(yè)的競爭優(yōu)勢。對于“走出去”的本土芯片企業(yè)，一方面要認真了解國際規(guī)則和國際法規(guī)，提高國際合作的話語權(quán)，適應并引領國際規(guī)則，另一方面對不同國家確定不同的建設重點，實施方式和推廣路徑，整合全球產(chǎn)業(yè)鏈資源，強化本土企業(yè)國際市場開拓能力。

三是建立供應鏈風險預警系統(tǒng)。我國芯片企業(yè)普遍存在風險意識淡薄和風險管理水平低的問題，其中對政治風險特別是國別認知風險偏低。對供應鏈風險的預防和控制，需要政府或者芯片行業(yè)協(xié)會成立供應鏈風險委員會，引入現(xiàn)代技術完善信息共享渠道，組建專門的供應鏈風險預警系統(tǒng)，強化供應鏈安全管理。供應風險預警管理系統(tǒng)可對供應風險進行有效識別和測定,迅速量化企業(yè)供應鏈風險,形成靈活穩(wěn)健的供應鏈網(wǎng)絡,以便企業(yè)及時采取預警措施，以此來降低供應風險造成的損失。另一方面企業(yè)自身應該完善內(nèi)部風險管理系統(tǒng)，在和國外企業(yè)進行合作之前，需要組織專業(yè)的研究小組，對當?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)經(jīng)濟政策、法律制度、人文和政治等方面進行調(diào)查和分析，尤其是要考慮到可能發(fā)生的風險，比如貿(mào)易摩擦等。

（二）優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)

通過政府引導、企業(yè)自主經(jīng)營來優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)。建設芯片產(chǎn)業(yè)鏈存在的缺失環(huán)節(jié)，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游環(huán)節(jié)之間的良性互動。打造芯片產(chǎn)業(yè)良好的生態(tài)環(huán)境，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展格局。

一是構(gòu)建以技術創(chuàng)新為核心，相關產(chǎn)業(yè)為支撐的全產(chǎn)業(yè)鏈。加強芯片制造企業(yè)和芯片原材料和設備企業(yè)之間的相互協(xié)作，相互促進，形成獨立自主、相互銜接 （原材料—晶圓—設備—制作—封裝測試—應用）等環(huán)節(jié)的全產(chǎn)業(yè)鏈。通過整合芯片產(chǎn)業(yè)鏈的資源，上下游企業(yè)和關聯(lián)企業(yè)實行優(yōu)勢互補，明確產(chǎn)業(yè)分工，合理規(guī)劃芯片產(chǎn)業(yè)布局。不僅要以技術創(chuàng)新為核心，還要通過核心產(chǎn)品帶動產(chǎn)業(yè)鏈前向、后向關聯(lián)產(chǎn)品相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。通過核心要素對全產(chǎn)業(yè)鏈條進行把控，在多個環(huán)節(jié)上均具有一定的國際競爭力，而不是被單一的鎖定在封裝測試環(huán)節(jié)。構(gòu)建芯片產(chǎn)業(yè)的全產(chǎn)業(yè)鏈可以提升企業(yè)的競爭力，促進產(chǎn)業(yè)鏈上各個環(huán)節(jié)不斷改善，使我國芯片產(chǎn)業(yè)不斷向“產(chǎn)業(yè)微笑曲線”兩端攀升，即強化設計創(chuàng)意和品牌營銷這兩個重點環(huán)節(jié)。

二是搭建國際合作平臺。芯片產(chǎn)業(yè)是一個全球化和國際化的產(chǎn)業(yè)，目前還沒有一個國家能夠自成體系。只有不斷的進行開放、合作和創(chuàng)新才是我國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石。積極推進國際知名芯片企業(yè)與我國芯片企業(yè)的技術研發(fā)合作，成立國際研發(fā)中心。同時加強技術交流，引進和吸收國外先進的設計和制造技術，提高我國芯片企業(yè)的技術水平。引進先進的技術進行聯(lián)合創(chuàng)新，結(jié)合市場需求開發(fā)出具有中國特色的產(chǎn)品和技術，并建設一批具有國際影響力的芯片龍頭企業(yè)。深化國際間的合作，加快推進多種形式的并購重組，并且開發(fā)多種形式的國際戰(zhàn)略合作，比如中外合資經(jīng)營等。

三是商業(yè)模式創(chuàng)新。商業(yè)模式創(chuàng)新是我國芯片產(chǎn)業(yè)等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方式，是技術創(chuàng)新和競爭地位突破發(fā)展的關鍵所在。我國擁有全球最大的芯片消費市場和電子終端消費人群，為我國芯片企業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。商業(yè)模式創(chuàng)新中，要整合產(chǎn)業(yè)鏈資源，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈布局，由產(chǎn)品制造型商業(yè)模式和市場導向性商業(yè)模式轉(zhuǎn)化為技術驅(qū)動型商業(yè)模式，再從技術鏈提升轉(zhuǎn)化為價值鏈優(yōu)化，實現(xiàn)“芯片+IC應用”聯(lián)動的商業(yè)模式創(chuàng)新。當前，除了計算機、消費電子和網(wǎng)絡通信等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的傳統(tǒng)市場之外，物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)機器人、人工智能和5G等新興市場成為芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的驅(qū)動力。

（三）加強創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展

深入實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，充分發(fā)揮創(chuàng)新對拉動發(fā)展的乘數(shù)效應。通過自主創(chuàng)新驅(qū)動，避免核心技術空心化，促進芯片產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級，進而推進芯片產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化發(fā)展。

一是加快推進軍民融合發(fā)展。芯片產(chǎn)業(yè)屬于戰(zhàn)略性重點攻關產(chǎn)業(yè)，走軍民融合的發(fā)展道路是必然要求。一方面構(gòu)建軍民融合型國家科技創(chuàng)新系統(tǒng)，建立一批由政府、軍隊、大中小企業(yè)、高校、科研機構(gòu)等官產(chǎn)學研用的合作創(chuàng)新聯(lián)盟。由政府和軍隊承擔主要的科研項目的資助，高校、政府科研機構(gòu)、軍隊所屬科研機構(gòu)和企業(yè)在國家創(chuàng)新系統(tǒng)中承擔項目技術攻關，引導軍民科技資源雙向交流，形成穩(wěn)定、長期的創(chuàng)新協(xié)作機制。另一方面建立軍民融合示范區(qū)，整合已有高新區(qū)、工業(yè)園和產(chǎn)業(yè)園等園區(qū)資源，吸引行業(yè)領先的關鍵企業(yè)加入，發(fā)展軍民兩用的集聚型園區(qū)。利用園區(qū)優(yōu)質(zhì)資源，加大對CPU、FPGA、DSP和高性能存儲器等高通用性芯片產(chǎn)品的研發(fā)。

二是引進和培養(yǎng)專業(yè)人才。積極學習美國、日本和韓國等國家的企業(yè)在芯片領域的人才引進和激勵方法。一方面實施國內(nèi)外高端人才引進戰(zhàn)略，大力引進優(yōu)秀專業(yè)人才。同時為人才的安居樂業(yè)提供良好的政策環(huán)境，比如在住房供給、中小學教育和醫(yī)療資源等方面為引進的人才提供良好的工作和生活保障。另一方面加強人才自主培養(yǎng)，不僅要重點培養(yǎng)芯片領軍人才、高端人才，還要培養(yǎng)大量技能合格的工程師。高校要在課程體系、專業(yè)設置等方面建立、健全芯片產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)體系，滿足芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人才需求。我國深圳南山打造人才基地建設，制定“領航2020人才發(fā)展計劃”，重點培養(yǎng)和扶持一批高新技術孵化、人才資源開發(fā)等方面于一體的人才產(chǎn)業(yè)基地，這對我國其它地區(qū)芯片人才引進和培養(yǎng)具有一定的借鑒意義。

三是從保護知識產(chǎn)權(quán)、倡導契約精神、建立虛擬IDM產(chǎn)業(yè)鏈等方面，多渠道全方位來來解決產(chǎn)業(yè)鏈安全隱患。

六、結(jié)論及未來展望

經(jīng)歷改革開放40多年，我國芯片產(chǎn)業(yè)正在更加深入的融入全球產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈之中。繼續(xù)開放合作和創(chuàng)新是必然趨勢，但是隨之而來也面臨著產(chǎn)業(yè)鏈安全隱患問題。在芯片設計環(huán)節(jié)中，缺乏自主設計工具軟件；在芯片制作環(huán)節(jié)中，原材料和設備高度依賴進口。需要從加強產(chǎn)業(yè)頂層設計、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)和加強創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展三個方面入手，打造穩(wěn)健的供應鏈安全網(wǎng)絡，有力的推動芯片產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)跨越式的發(fā)展。

當前，學術界大多是從宏觀角度分析如何完善產(chǎn)業(yè)政策和提升產(chǎn)業(yè)競爭力來促進我國芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對微觀層面我國芯片企業(yè)的發(fā)展模式、管理等方面研究的文獻比較少。未來，學者們對我國芯片產(chǎn)業(yè)的研究可以從以下三個方面展開：第一，芯片企業(yè)商業(yè)模式的選擇。面對移動智能終端爆發(fā)式的增長，以及人工智能、5G、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等新業(yè)態(tài)所帶來的巨大的機遇，芯片企業(yè)如何進行商業(yè)模式變革和創(chuàng)新才能真正的實現(xiàn)“換道超車”。第二，芯片企業(yè)管理的變革。在面對激烈的市場競爭環(huán)境下，芯片企業(yè)如何突破重圍，如何調(diào)整用人機制、收入分配體系等方面來應對市場競爭；選擇怎樣的發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展方向，如何增強自身競爭力占據(jù)價值鏈高端地位也有待討論。第三，芯片產(chǎn)業(yè)除了面臨產(chǎn)業(yè)鏈安全風險外，外商直接投資對芯片產(chǎn)業(yè)安全的影響也不容忽視。分析芯片產(chǎn)業(yè)中哪些環(huán)節(jié)外資占比較大，如何適當保護我國內(nèi)資芯片企業(yè)的發(fā)展等問題都有待分析。

注釋

①②數(shù)據(jù)來源：國際半導體協(xié)會。

③數(shù)據(jù)來源：中國集成電路產(chǎn)業(yè)人才白皮書（2017—2018）。