“中國芯”能否“彎道超車”

◎ 文 《法人》特約撰稿 張誠信 熊文明

4月22日，清華大學(xué)成立集成電路學(xué)院，由原微電子與納電子學(xué)系和電子工程系共建，采用“1+N”聯(lián)合機(jī)制，與相關(guān)院系成立交叉研究中心，同時(shí)與頭部企業(yè)聯(lián)合，探索產(chǎn)學(xué)研一體的人才培訓(xùn)體系。自1956年開設(shè)半導(dǎo)體專業(yè)以來，清華大學(xué)為芯片產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)本科生超4000人，碩士生超3000人，博士生超500人，大部分人才都沖進(jìn)了芯片產(chǎn)業(yè)一線。以同方和紫光為代表的清華系芯片公司多達(dá)27家，總市值高達(dá)6000億元。因此，清華大學(xué)被稱為中國芯片產(chǎn)業(yè)的“黃埔軍?！?。

人才短缺一直是芯片產(chǎn)業(yè)的另一個(gè)“命門”，清華大學(xué)“芯片學(xué)院”的成立，為芯片產(chǎn)業(yè)鏈的兩個(gè)要素“解渴”：一是科研攻堅(jiān)，二是人才培養(yǎng)。芯片是人才密集型產(chǎn)業(yè)，不僅需要大量經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人才，領(lǐng)軍型人才更是極為緊俏的稀缺資源。

多個(gè)造芯項(xiàng)目停擺引發(fā)政府高度重視

《中國集成電路產(chǎn)業(yè)人才白皮書（2019—2020年版）》顯示，到2022年，中國集成電路專業(yè)人才缺口將近25萬，而且存在結(jié)構(gòu)性失衡問題——國內(nèi)一時(shí)間集中上馬眾多芯片項(xiàng)目，反而造成原本就稀缺的人才資源更加分散。

去年，新華社旗下新聞周刊《瞭望》曾刊登一則消息，2019年至2020年短短一年多時(shí)間里，我國江蘇、四川、湖北、貴州、陜西5省的6個(gè)百億級(jí)半導(dǎo)體大項(xiàng)目先后停擺，總規(guī)劃投資規(guī)模達(dá)2974億元，引發(fā)業(yè)界擔(dān)憂。

去年10月國家發(fā)改委召開的例行新聞發(fā)布會(huì)上，對(duì)于“如何在推動(dòng)該產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)，避免一擁而上和虛假項(xiàng)目的出現(xiàn)”的問題，國家發(fā)改委新聞發(fā)言人孟瑋回應(yīng)，“國內(nèi)投資集成電路產(chǎn)業(yè)的熱情不斷高漲，一些沒經(jīng)驗(yàn)、沒技術(shù)、沒人才的‘三無’企業(yè)投身集成電路行業(yè)，個(gè)別地方對(duì)集成電路發(fā)展規(guī)律認(rèn)識(shí)不夠，盲目上項(xiàng)目，低水平重復(fù)建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)顯現(xiàn)，甚至有個(gè)別項(xiàng)目建設(shè)停滯、廠房空置，造成資源浪費(fèi)。”孟瑋對(duì)此表示，國家發(fā)展改革委一直高度重視集成電路產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展，按照黨中央、國務(wù)院決策部署，會(huì)同有關(guān)部門強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)，狠抓產(chǎn)業(yè)規(guī)劃布局，努力維護(hù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展秩序。

國家對(duì)芯片企業(yè)一直有產(chǎn)業(yè)政策上的偏重，地方政府積極響應(yīng)。然而，芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律決定了這不是一個(gè)數(shù)量游戲。一些夭折的芯片企業(yè)，共同特征就是三缺：缺技術(shù)、缺人才、缺產(chǎn)業(yè)背景。各級(jí)政府設(shè)立的引導(dǎo)基金和地方性商業(yè)銀行在行政層面的影響下，成為這些“三缺”項(xiàng)目的主要輸血者，但在設(shè)備和技術(shù)嚴(yán)重依賴引進(jìn)、項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)又缺兵少將的情況下，這些企業(yè)難以得到專業(yè)投資機(jī)構(gòu)的認(rèn)同，后續(xù)融資極為困難。不少項(xiàng)目是政府投資一頭熱，社會(huì)資本空許諾，根本沒跟進(jìn)。

發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)，不僅需要地方政府的魄力，更需要專業(yè)的統(tǒng)籌規(guī)劃能力。芯片并非放諸四海皆可生根，需要可供其茁壯成長(zhǎng)的土壤?，F(xiàn)階段，中國的芯片產(chǎn)業(yè)尚處于培育期，大量技術(shù)處于研發(fā)早期，項(xiàng)目落地更傾向于選擇北、上、深等人才和IC研教資源富集的一線城市，待產(chǎn)能充分釋放后，才會(huì)向土地、人力成本更低的二三線城市轉(zhuǎn)移。

比突破技術(shù)壁壘更難的是建構(gòu)產(chǎn)業(yè)生態(tài)

因?yàn)楸幻绹翱ú弊印?，國人尤其關(guān)注先進(jìn)制程芯片的進(jìn)展，甚至喊出舉國體制的口號(hào)，似乎有一種錯(cuò)覺：但凡舉國體制，便可迎刃而解。舉國體制是在特定領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)國家意志的一種特殊制度安排。世界主要?jiǎng)?chuàng)新大國在戰(zhàn)略高技術(shù)領(lǐng)域都采取過集全國資源、舉全國之力的做法。中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議提出，要發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢(shì)。那么，新型舉國體制有何新特點(diǎn)？科技部部長(zhǎng)王志剛曾在今年1月接受新華社記者采訪時(shí)表示，新型舉國體制，并不意味著所有科技任務(wù)都采取這種模式，更多聚焦在體現(xiàn)國家意志、事關(guān)國家戰(zhàn)略利益的關(guān)鍵領(lǐng)域。

簡(jiǎn)單來說，因?yàn)樾酒皇且粋€(gè)科研項(xiàng)目，而是一個(gè)產(chǎn)業(yè)。如今，多元化市場(chǎng)主體有著各自不同的目標(biāo)和利益訴求。同時(shí)，現(xiàn)代工業(yè)的體量和產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模都很大，為產(chǎn)業(yè)打造一個(gè)良好的生態(tài)環(huán)境尤為重要。隨著“新型舉國體制”一詞被正式寫入黨的十九屆四中全會(huì)《決定》，如何在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下“集中力量辦大事”，需要依據(jù)新型舉國體制的戰(zhàn)略方向 。

舉國體制引發(fā)的另一個(gè)公眾話題是“與其各自建廠，為何不集中資源發(fā)展中芯國際”這種想法來源于其他地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)：韓國扶起來一個(gè)三星，臺(tái)灣集全島之力推出來一個(gè)臺(tái)積電，我們?yōu)槭裁丛也怀鲆粋€(gè)中芯國際？

一批造芯項(xiàng)目的夭折已經(jīng)證明：僅靠地方政府傾斜性財(cái)政支持，企業(yè)難以獲得可持續(xù)發(fā)展的資金和能力。中芯國際作為一家企業(yè)，僅僅聚焦在芯片制造一個(gè)環(huán)節(jié)。芯片產(chǎn)業(yè)有許多關(guān)鍵細(xì)分領(lǐng)域，所有細(xì)分領(lǐng)域耦合相加才能支撐起整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈?！翱ú弊印钡牟皇悄硞€(gè)關(guān)鍵技術(shù)，而是產(chǎn)業(yè)整體運(yùn)行機(jī)制和能力中的系統(tǒng)性薄弱環(huán)節(jié)——比突破技術(shù)壁壘更難的是建構(gòu)產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

芯片是一個(gè)全球分工協(xié)作的大產(chǎn)業(yè)，沒有任何一個(gè)國家能實(shí)現(xiàn)100%的自給自足。所以我們要發(fā)展的不是一家企業(yè)、一項(xiàng)技術(shù)，而是要打造一個(gè)能和國際接軌，具備一定競(jìng)爭(zhēng)力的本土產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

“直道追趕”重點(diǎn)在構(gòu)建關(guān)鍵能力

北京大學(xué)路風(fēng)教授提出的“產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)”，從技術(shù)和產(chǎn)品的關(guān)系角度具象化了產(chǎn)業(yè)生態(tài)。所謂產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)，是一個(gè)包含了其工作對(duì)象（產(chǎn)品序列）、工作主體（專業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)）和工作支持系統(tǒng)（工具設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)知識(shí)）的有組織的活動(dòng)系統(tǒng)。

產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)，是技術(shù)創(chuàng)新的動(dòng)力傳導(dǎo)機(jī)制。技術(shù)學(xué)習(xí)從亞產(chǎn)品層次躍升到產(chǎn)品層次的動(dòng)力從來不是技術(shù)性的，而是來自追求競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和克服生存危機(jī)——簡(jiǎn)單來說，就是從科研任務(wù)、興趣導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新，到市場(chǎng)需求、問題導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新。

2002年，“龍芯一號(hào)”面世，這是我國首枚擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的通用高性能微處理芯片。龍芯團(tuán)隊(duì)最初只是中科院計(jì)算機(jī)所下屬的一個(gè)課題組，龍芯的所有功能模塊芯，包括CPU核心等在內(nèi)的所有源代碼和定制模塊均為自主研發(fā)。盡管性能和兼容性上與先進(jìn)水平仍有較大差距，但彼時(shí)龍芯已經(jīng)初步顯現(xiàn)出產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)的能力，并且培養(yǎng)了一支人才隊(duì)伍?！白鍪澜缟系谌咨鷳B(tài)體系”的底氣基于龍芯著力打磨了18年的產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)。

2010年，龍芯團(tuán)隊(duì)成立龍芯中科技術(shù)有限公司，開始從研發(fā)走向產(chǎn)業(yè)化。2015年，龍芯產(chǎn)品開始應(yīng)用于北斗衛(wèi)星。到2019年，龍芯出貨量達(dá)到50萬顆以上，在國產(chǎn)化應(yīng)用市場(chǎng)份額領(lǐng)先。

如果說龍芯是完全自主開發(fā)的自建產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)，兆芯走的則是一條引進(jìn)消化再創(chuàng)新的道路——“借別人的底盤，造自己的車”。兆芯主攻的KX系列芯片主要基于從威盛團(tuán)隊(duì)承接的x86技術(shù)資源和專利交叉授權(quán)。2010年，威盛把x86技術(shù)帶到了大陸，王惟林領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)開始了歷時(shí)兩年多的闖關(guān)，從原理、架構(gòu)、代碼、設(shè)計(jì)方法和流程，吃透了CPU設(shè)計(jì)的一整套體系。

2017年12月28日，兆芯正式發(fā)布新一代KX-5000系列芯片，這是國內(nèi)首款支持DDR4的國產(chǎn)通用CPU，業(yè)內(nèi)將其性能比肩于英特爾主流的第七代i5。2019年，兆芯低調(diào)發(fā)布新一代KX-6000處理器，產(chǎn)品顯示出自主設(shè)計(jì)x86內(nèi)核的進(jìn)取心。正在研發(fā)的KX-7000據(jù)說將全面升級(jí)CPU架構(gòu)，支持DDR5內(nèi)存及PCIe 4.0。

我國芯片企業(yè)大多數(shù)依賴外源技術(shù)，但“守得云開見月明”的往往是具備消化、吸收以及自主創(chuàng)新能力的企業(yè)。而自主創(chuàng)新的關(guān)鍵在于是否能夠構(gòu)建屬于自己的產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)。追逐摩爾定律這條道路上沒有“彎道超車”的概念——只有直道，要么換道。

創(chuàng)新商業(yè)模式才能“換道超車”

遵循技術(shù)發(fā)展規(guī)律的同時(shí)，商業(yè)模式創(chuàng)新也非常重要。浙江大學(xué)吳曉波教授提出“二次商業(yè)模式創(chuàng)新”概念，即對(duì)已有商業(yè)模式進(jìn)行修改調(diào)整，再引入到新的市場(chǎng)情境，從而顯著提高企業(yè)生產(chǎn)效率和競(jìng)爭(zhēng)力。

臺(tái)積電是典型案例，另辟蹊徑單獨(dú)拆解出“后端制造”環(huán)節(jié)，成為專門制造芯片的代工廠，即Foundry,創(chuàng)新出“Fabless(無晶圓廠設(shè)計(jì)商)+Foundry（代工廠）”的芯片制造經(jīng)典模式。這種商業(yè)模式創(chuàng)新避免了行業(yè)既有競(jìng)爭(zhēng)模式，帶動(dòng)行業(yè)垂直分工，開創(chuàng)出“多贏”的新局面。

2018年，張汝京創(chuàng)辦芯恩時(shí)提出了一種基于中國情境的半導(dǎo)體商業(yè)分工模式“CIDM”。從成本來看，芯片產(chǎn)業(yè)在設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)等多個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)。每向下流動(dòng)一個(gè)環(huán)節(jié)，價(jià)格就要上漲20%-40%。從效率來看，功率半導(dǎo)體器件、模擬芯片、高端數(shù)?；旌闲酒?、微制器、數(shù)字信號(hào)處理器DSP，都是采用IDM模式獲得成功的。因?yàn)樵O(shè)計(jì)要與工藝完全配合，工藝又要根據(jù)設(shè)計(jì)來優(yōu)化。從利潤(rùn)來看，IDM雖然難度大，但利潤(rùn)比純代工高。

然而，IDM模式對(duì)于企業(yè)資金、技術(shù)和人才的要求極高，目前國內(nèi)單個(gè)企業(yè)很難獨(dú)木成林，因此建立類似戰(zhàn)略聯(lián)盟的“利益和使命共同體”成為一種探索方向。

“差異化需求”是另一種商業(yè)模式創(chuàng)新路徑。三星半導(dǎo)體的異軍突起就是建立在全球?qū)RAM的旺盛需求上，并以此作為切入口發(fā)展起來的。在中國，辰芯專注于背照式CMOS芯片，需求定位為科研級(jí)軍工和航天領(lǐng)域，與索尼的CMOS芯片形成了差異化競(jìng)爭(zhēng)。寒武紀(jì)則專注于AI芯片，發(fā)布全球首款具備“深度學(xué)習(xí)”能力的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器芯片。

如果說堅(jiān)持自主創(chuàng)新、建立產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)是“直道追趕”，進(jìn)行商業(yè)模式二次創(chuàng)新則是“換道超車”。在技術(shù)創(chuàng)新上，先發(fā)企業(yè)具有能力壁壘，但在商業(yè)模式創(chuàng)新上，后發(fā)企業(yè)可能更容易輕裝上陣。

避免“被拖進(jìn)別人的賽道”

“美國希望把中國拖入他所擅長(zhǎng)的賽道。這也可能是一種釣魚，被美國人拖進(jìn)他的賽道是不明智的，我們要把他拖入我們的賽道。”一位資深芯片產(chǎn)業(yè)人士表示，因?yàn)槊绹囊辉俅驂海寚藢?duì)先進(jìn)制程的芯片過分焦慮，失去了平常心。造芯潮水洶涌，一時(shí)泥沙俱下，很難說是否有這種情緒夾雜其間。

多個(gè)造芯項(xiàng)目折戟沉沙，對(duì)中國芯片產(chǎn)業(yè)的一個(gè)深刻啟示在于——如果我們對(duì)芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)律有足夠認(rèn)知，會(huì)發(fā)現(xiàn)在先進(jìn)制程上的盲目追趕也可能是一個(gè)陷阱。目前先進(jìn)制程芯片仍然集中應(yīng)用于部分高端消費(fèi)電子，更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域大多為成熟制程的芯片。中國芯片企業(yè)完全有能力持續(xù)提高成熟制程芯片自主化比例。被“卡脖子”雖然難受，但是造芯之路急不來，靠“舉國砸錢”就能實(shí)現(xiàn)“彎道超車”更不宜奢望。

對(duì)中國芯片產(chǎn)業(yè)來說，唯有扎扎實(shí)實(shí)蹲好馬步，直道上奮起直追拼效率，并緊緊抓住技術(shù)范式迭代的機(jī)會(huì)窗口，以超凡的洞見提前布局，才能突出重圍。