芯片作為當代科學技術發(fā)展的結晶，在各大領域發(fā)揮著不可替代的作用。一個國家或地區(qū)如果能夠在芯片領域占據(jù)一席之地，就可以深入融合到世界經(jīng)濟發(fā)展的浪潮之中，獲得經(jīng)濟發(fā)展的紅利。路透社近日報道稱，拜登政府計劃下個月擴大對美國企業(yè)向中國出口人工智能芯片與芯片制造設備的限制。此舉的目的或是為了減緩中國企業(yè)對最先進的計算和芯片生產技術的開發(fā)和部署。面對美國的禁令打壓，“中國芯”破局之路該如何走?
美國芯片霸權的確立
自20世紀60年代起，美國政府意識到芯片工業(yè)發(fā)展將會對全球格局產生重大影響，并制定了以集中指導、協(xié)議采購、廉價融資為方略的多項半導體科技發(fā)展激勵政策與產業(yè)貿易措施，打下其芯片產業(yè)的基礎。
從20世紀80年代開始，為打壓日本半導體公司，美國政府一方面從技術上轉變?yōu)闊o晶圓模式，選擇依托分布在全球各地的盟友體系，以國際協(xié)作構建0.5導體全球產業(yè)鏈，將半導體中資產最輕、利潤最高的半導體設計，以及同樣是輕資產且能夠控制整個行業(yè)的半導體制造軟件信息平臺(EDA)等無晶圓環(huán)節(jié)作為核心技術留在美國本土，而將制造設備、基礎材料和加工生產等有晶圓的環(huán)節(jié)外包至西歐、東亞等國家和地區(qū)。美國半導體協(xié)會(SIA)《2022年市場報告》顯示，美國芯片制造基地雖主要在本土，但本土制造能力在不斷縮小。一直以來，“本土設計+海外代工”的模式為美國半導體企業(yè)節(jié)省了巨大的生產成本并獲取了芯片行業(yè)的最高利潤，最終使美國掌握半導體芯片產業(yè)的主導權，并主導了持續(xù)至今的世界半導體產業(yè)鏈格局。
另一方面，在20世紀80年代，由于日本試圖奪取世界先進半導體材料與電子器件的研制和發(fā)展主導地位，嚴重威脅美國的半導體霸主地位。美國以所謂“國家安全的名義”，用《美日半導體協(xié)議》打擊日本半導體產業(yè)，開創(chuàng)用霸權干預半導體產業(yè)發(fā)展的先河。拜登政府上任后，制定了《美國創(chuàng)新與競爭法案》，在通過該法案募集的495億美元中，390億美元作為對半導體加工生產和研究的鼓勵措施，重點針對的是半導體加工先進制程工藝的基礎研究，這一舉措鞏固了美國在芯片產業(yè)的優(yōu)勢地位。近年來，美國依靠在半導體芯片產業(yè)的科技霸主地位、強大的金融力量和《出口控制法》《出口管理條例》(EAR)等法規(guī)，幾乎能影響全球主要芯片產業(yè)鏈企業(yè)的決策，美國在芯片領域的絕對霸權更為牢固。
無論是1949年美國主導成立的“輸出管制統(tǒng)籌委員會”，還是1996年美國主導的《瓦森納協(xié)定》安排機制，都將電子器件等列入管控范圍，嚴格限制該協(xié)議成員國對包括我國在內的其他國家售賣高端集成電路產品和轉移相關先進技術，使得我國集成電路產業(yè)遠遠落后于國際先進水平。2017年12月，特朗普政府在提交《國家經(jīng)濟戰(zhàn)略》時就已明確，美國政府應該捍衛(wèi)安全科技創(chuàng)新基地消除潛在競爭，從而提高本國在科研與產業(yè)發(fā)展領域的世界領先地位。Google集團前任首席執(zhí)行官、美國國防部前技術顧問埃里克施密特(Eric Schmidt)認為，下一代芯片技術將對美國政府至關重要，既能以此影響全球技術發(fā)展趨勢，也能提高該國科技的整體發(fā)展速度，并與美方國家安全政策密切相關。
美國國家人工智能安全理事會(NSCAI)主張，要使中國的半導體整體技術落后于歐美兩代，同時提議國會控制中方購買生產超級計算芯片所需技術設備，對中國半導體芯片生產技術收緊瓶頸并控制供應。此外，美國2021年頒布的《無盡前沿法令》第203條進一步寫入了“嚴禁聯(lián)邦科學研究組織的任何組織成員加入國際政府機構人員招收項目”的霸王規(guī)定，致使在美國大學和科研院所中任職的中國科研人員因此蒙冤，接受無休止的調查。這些措施既彰顯了美國在芯片產業(yè)不可撼動的霸權地位，也展現(xiàn)了其維持芯片霸權地位不擇手段地對其他國家進行極端施壓的瘋狂做法。
“中國芯”面臨困局
首先，我國芯片對外依存度依然很高。針對核心技術被卡脖子的困難，我國政府以及各大芯片企業(yè)都加大科研投資力度，但由于我國集成化電路行業(yè)的起步相對較晚，自研自產率也相對較低，因此短期還將依靠大量進口芯片及產品，難以實現(xiàn)技術自給。海關總署統(tǒng)計，2021年1-12月，我國集成電路進口數(shù)量達到6355億個，同比增長16.9%;金額為27934.8億元，同比增長15.4%。2021年1-12月，我國二極管及類似半導體器件進口7497億個，同比增長38%;金額為1918億元，同比增長18.2%。雖然從美國直接進口的集成電路產品不多，但美國有能力限制其他國家和地區(qū)對我國出口集成電路產品。此外，集成電路進出口銷售額相差懸殊，無疑凸顯了我國對進口集成電路的高度依賴。而且，在新冠肺炎疫情等不可抗拒因素導致全球部分芯片廠停產或削減產能和疫情拉動的消費電子、云計算、區(qū)塊鏈需求，以及在全球部分國家產業(yè)政策推動的產品放量共同作用下，新一輪半導體需求周期已經(jīng)開啟。此外，我國集成電路各個環(huán)節(jié)的產品自主程度低，替代能力弱，尤其是FPGA、GPU、軟件工具等完全依賴美國，只有封裝和制造環(huán)節(jié)在最近幾年擺脫了對美的依賴。從2018年開始，我國逐漸認清了美國為遏制我國芯片產業(yè)的發(fā)展采取的諸多野蠻行徑，例如，在產業(yè)鏈上游直接限制我國企業(yè)，將需要制裁的企業(yè)列入“實體清單”等。對我國芯片產業(yè)的企業(yè)而言，無論該企業(yè)處于產業(yè)鏈的哪個位置，是否擁有替代產品，產業(yè)鏈中美國控制供應廠商突然中斷產品供給或技術服務，都會給我國芯片產業(yè)鏈帶來極大沖擊和巨大損害。
其次，芯片產業(yè)人才缺口大、芯片產業(yè)人才隊伍難成體系是當前芯片發(fā)展中遇到的主要困難。由于半導體屬于高新技術行業(yè)，除了高端生產裝置的制約，實現(xiàn)半導體技術自主可控需要成體系的人才隊伍培養(yǎng)建設。前幾年，國內廠商高度依賴進口芯片，并未注重人才培訓體系建設。但由于我國集成電路發(fā)展步入快車道，人才培養(yǎng)質量和科技發(fā)展進度之間不匹配的問題日益凸顯，我國同時面臨“缺芯”和“缺人”的兩大困境。根據(jù)《中國集成電路產業(yè)人才白皮書(2019—2020年)》，到2022年我國芯片專業(yè)人才仍會有近25萬的缺口。為解決人才短缺的問題和加快人才培養(yǎng)速度，國家批準集成電路科學與工程正式成為一級學科，全國新增備案“集成電路設計與集成系統(tǒng)”本科專業(yè)高校10多所，清華大學、北京大學等高校接連成立集成電路學院。值得注意的是，支撐我國集成電路產業(yè)高速發(fā)展的國家創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系和成長環(huán)境正在建立，但芯片產業(yè)的人才培養(yǎng)周期較長，從專業(yè)設置、學院設立、平臺搭建到人才供給都需要一個漫長的漸進過程，以目前的人才積累速度來看，并不能很好地適應科技快速迭代的需求。
最后，美國技術封鎖不斷升級，我國被技術封鎖的企業(yè)數(shù)量不斷增加，使得“卡脖子”現(xiàn)象貫穿芯片產業(yè)鏈全過程。2018年，美國首先集中力量封鎖集成電路產品及技術：在對華累計5500億美元的關稅清單中，對半導體及其下游通信設備、計算機和其他電子設備直接征稅260億美元，嚴重阻礙了我國芯片產業(yè)的發(fā)展。同時，美國出臺了一份針對包括2項半導體關鍵技術和相關產品的出口管制目錄，將我國一些企業(yè)納入“實體清單”，嚴格實行高端芯片產品出口管制，壓縮對我國尖端芯片技術和產品供給，從源頭上限制我國芯片技術發(fā)展;美國外資投資委員會(CFIUS)對我國企業(yè)并購美方芯片企業(yè)的投資審查也變得愈發(fā)頻繁，并制定企業(yè)投資規(guī)定，禁止中國持股比例在25%以上的企業(yè)并購涉及“重大工業(yè)技術”的美方企業(yè)，以防止技術轉讓?？傮w而言，美國政府所采取的提高關稅、擴大出口管制清單、企業(yè)持股比例控制、研發(fā)交流與科技合作管制等打壓手段，既會對我國半導體產業(yè)發(fā)展造成一系列無法預測、難以管控的風險，也會對我國實現(xiàn)科技自主可控產生巨大的負面影響。
如何應對?
第一，提高芯片產業(yè)戰(zhàn)略地位，加大對芯片產業(yè)的全方位扶持力度。
習近平總書記強調，我國基礎科學研究短板依然突出，企業(yè)對基礎研究重視不夠，重大原創(chuàng)性成果缺乏，底層基礎技術、基礎工藝能力不足，高端芯片等瓶頸仍然突出，關鍵核心技術受制于人的局面沒有得到根本性改變。2014年6月，國務院出臺的《國家集成電路產業(yè)發(fā)展推進綱要》明確提出，到2030年，集成電路產業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)達到國際先進水平，一批集成電路企業(yè)進入國際第一梯隊，實現(xiàn)集成電路產業(yè)跨越式發(fā)展。同年(2014年)10月，工業(yè)和信息化部宣布國家集成電路產業(yè)投資基金正式成立，該基金將重點投入到集成電路芯片制造業(yè)，兼顧芯片設計、封裝測試、設備和材料等產業(yè)，實施市場化運作、專業(yè)化管理，目前該基金已經(jīng)孵化了大量企業(yè)。
黨的十九屆五中全會提出，堅持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設全局中的核心地位，把科技自立自強作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐。其中，芯片為科技發(fā)展中的重中之重，國家需進一步提高芯片產業(yè)的戰(zhàn)略地位，鼓勵各地政府部門出臺一系列優(yōu)惠政策支持芯片產業(yè)的發(fā)展，并依托芯片創(chuàng)新型企業(yè)布局建設一批國家集成電路技術研發(fā)中心，引導有條件的企業(yè)積極增加高端技術研究與投資，進一步完善以國家企業(yè)技術創(chuàng)新中心為樞紐的創(chuàng)新創(chuàng)造體系建設，引導產業(yè)創(chuàng)新驅動轉型發(fā)展。同時，加大對芯片產業(yè)的財政支持和補貼力度，向芯片企業(yè)提供稅收優(yōu)惠政策、研發(fā)補貼以及國家半導體產業(yè)基金的投資，根據(jù)企業(yè)技術進步狀況，對企業(yè)所得稅和增值稅進行不定期調整。幫助芯片產業(yè)內企業(yè)通過知識產權質押、股權質押、保險擔保等方式靈活籌集資金，充分發(fā)揮金融機構的融資擔保作用。從集成電路發(fā)達地區(qū)的發(fā)展經(jīng)驗中可以發(fā)現(xiàn)，集成電路發(fā)展離不開產業(yè)集聚效應，只有通過政府和市場的統(tǒng)籌一致，實現(xiàn)芯片產業(yè)鏈上中下游資源整合、產業(yè)融合和分工合作，才能為產業(yè)結構優(yōu)化發(fā)展提供堅實基礎。
第二，加大培養(yǎng)芯片產業(yè)人才，加大對“產、學、研、用”整體支持。
習近平總書記強調，堅持面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，深入實施新時代人才強國戰(zhàn)略。人才是高新技術的基石，要完善國內集成電路人才培育機制，進一步強化集成電路企業(yè)、高等院校和科研院所之間的合作，開展培訓專項基地建設，緊密結合企業(yè)發(fā)展和市場需求動態(tài)調整教學內容和實踐方式，著重培養(yǎng)高級、復合型人才，推動生產、教育與科技前沿的密切融合。建立有效的科技創(chuàng)新激勵制度，表彰和獎勵為集成電路發(fā)展作出卓越貢獻的高端人才，激發(fā)人才創(chuàng)新創(chuàng)造活力，營造自主研發(fā)不斷創(chuàng)新的氛圍。
以國家重大集成電路需求為導向，啟動國家大科學工程研究探索計劃，積極推動國產芯片設計制造高端化進程，以點帶面，從全方位提升芯片各環(huán)節(jié)技術水平。另外，要通過相關人才項目，大力實施人才的“引留并舉”，革新人才應用思維，更要精準施策，面向高層次人才要力爭做到“一人一策”。建立健全芯片產業(yè)高層次人才引進機制，根據(jù)產業(yè)領軍人才及科研團隊核心成員的具體情況制定專門的引才機制，鼓勵海外優(yōu)秀的集成電路企業(yè)和重點高?？蒲腥藛T回國從事芯片領域的研究和生產。芯片產業(yè)核心技術人才回國就業(yè)或者創(chuàng)業(yè)能帶回先進的技術、豐富的經(jīng)驗和產業(yè)資源，為國內芯片產業(yè)發(fā)展助力。對于在國內已經(jīng)開展工作的科研人員，更要注重“產、學、研、用”全鏈條體系的扶持，在提升科研資助水平、加速科研成果轉化、擴大成果應用等方面提供全方位支持。
第三，繼續(xù)保持對外開放合作、對內專業(yè)務實的芯片產業(yè)發(fā)展方略。
習近平總書記指出，我們要秉持開放、融通、互利、共贏的合作觀，拒絕自私自利、短視封閉的狹隘政策。近年來，雖然美國在國際合作的道路上背道而馳，幾乎阻斷了中美芯片企業(yè)的科技合作，但美國部分企業(yè)愿意幫助中國與美方政府積極協(xié)商試圖延續(xù)以往的科技合作關系，除有自身訴求外，與中國是企業(yè)主要收入來源國緊密相關。當前，美國芯片企業(yè)全球銷售額的超過三分之一來自中國，如果美國政府對華持續(xù)進行芯片封鎖，將使美資企業(yè)被迫撤離中國市場，這勢必會縮減其市場份額，失去大量的收入。因此，我們要充分利用代表美國資本的芯片企業(yè)及其財團、團體為了維護自身利益通過游說等手段影響或改變美國政府決策的契機。這也說明，我國保持開放合作的政策是正確、有效且必要的。
此外，我們依舊要堅持“為我所用，互利共贏”的技術開放政策，主動開展國際合作，保持與韓日以及以色列、歐盟等國家和地區(qū)組織的重要芯片企業(yè)的緊密聯(lián)系，逐步縮小與世界龍頭企業(yè)之間的技術差距。同時，對國內企業(yè)要加強指引，出臺相關優(yōu)惠政策為本土集成電路企業(yè)發(fā)展保駕護航。國產設備材料及關鍵零部件等需加緊創(chuàng)新和生產，做到專業(yè)務實。通過扶持一批重點企業(yè)，開展一批重點項目，攻關一批難點技術，形成重要的材料設備生產基地，填補國內空白。
第四，建立獨立可控安全的國產芯片產業(yè)鏈和供應鏈體系。
習近平總書記強調，只有把關鍵核心技術掌握在自己手中，才能從根本上保障國家經(jīng)濟安全、國防安全和其他安全。我國芯片產業(yè)鏈較為脆弱，只要供應鏈的某一環(huán)節(jié)斷裂，就會被他人“卡脖子”，芯片產業(yè)整體都將陷入被動狀態(tài)，甚至給國家經(jīng)濟社會發(fā)展帶來危機。在新發(fā)展階段，為了擺脫芯片產業(yè)發(fā)展受制于人的被動局面，我國要充分把握新一輪全球科技革命形成的前沿技術成果和先進創(chuàng)新應用，穩(wěn)步推進芯片產業(yè)鏈中的重點的核心設備、設計軟件和關鍵材料等的國產化和本土化。
此外，要積極建設自主可控的芯片產業(yè)鏈和供應鏈體系，以穩(wěn)步提高國內各行各業(yè)所需芯片的自給率，提升本土上游廠商對下游的服務能力，增加客戶黏性，降低市場需求或供應發(fā)生變化對企業(yè)經(jīng)營狀況的影響，進而提升本土集成電路上下游廠商間協(xié)作水平，使得本土供應商具備一定產業(yè)鏈配套服務能力，降低供應系統(tǒng)在面對干擾因素時出現(xiàn)供應鏈部分或整體發(fā)生崩潰的可能性。同時，減少對非友好國家、地區(qū)和實體企業(yè)的芯片技術和產品的依賴性，以實現(xiàn)國家芯片產業(yè)科技自立自強。
第五，建立半導體產業(yè)鏈應對風險預警防范機制。
由于我國半導體產業(yè)在美國遏制中國高新科技特別是半導體科技發(fā)展之前高度依賴海外高新技術企業(yè)，對自身風險的評估還不夠，整體預警防范機制尚缺，對行業(yè)的整體風險意識不強。因此，為了確保今后國家半導體產業(yè)鏈平穩(wěn)安全，需要以政府為主導，積極發(fā)揮集中力量辦大事優(yōu)勢，通過組建半導體產業(yè)供應鏈風險預警議事協(xié)調機構，建立應對全球半導體風險的整體預警防范機制。同時，通過建立半導體產業(yè)鏈預警防范機制，全面分析國際形勢并定期綜合研判全球半導體供應鏈的潛在風險，提前制定相關可行性的對策，主動適應國際形勢和貿易環(huán)境的變遷，有效提升國內半導體產業(yè)鏈和供應鏈的安全，確保實現(xiàn)國內半導體產業(yè)鏈和供應鏈的獨立自主。
作者：中國工程院院士、機器人視覺感知與控制技術國家工程實驗室主任王耀南;湖南大學半導體學院院長廖蕾
來源：《人民論壇》雜志及人民論壇網(wǎng)(rmltwz)
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