【導(dǎo)讀】特朗普上臺(tái)之后,,美對(duì)華先進(jìn)半導(dǎo)體“禁運(yùn)令”是否會(huì)延續(xù)成為國(guó)人最關(guān)心的問題之一。而前幾日荷蘭首相表態(tài)稱,特朗普極有可能延續(xù)甚至加大對(duì)華施壓態(tài)勢(shì),,這將直接關(guān)系到荷蘭在光刻機(jī)巨頭阿斯麥(ASML)出口管制政策的實(shí)施,而荷蘭仍希望有自行決定的空間,。
本文探討了中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)在面對(duì)美國(guó)技術(shù)封鎖和“摩爾定律陷阱”
(略),,對(duì)芯片產(chǎn)業(yè)所信仰的先進(jìn)制程進(jìn)行了反思:摩爾定律創(chuàng)造出全社會(huì)對(duì)芯片產(chǎn)業(yè)持續(xù)引領(lǐng)技術(shù)進(jìn)步的期待,用一個(gè)簡(jiǎn)單量化的指標(biāo)遮蔽了產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的復(fù)雜條件,,讓政府和企業(yè)決策者誤以為,,只要砸錢先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn),便可水到渠成,、萬事大吉,。
(略),作者發(fā)現(xiàn),,相比近年來備受大眾矚目的關(guān)鍵技術(shù)“卡脖子”問題,,支撐本土芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)
(略)場(chǎng)問題更少受到關(guān)注。冷戰(zhàn)時(shí)期,,中國(guó)被隔絕在世界分工體系外,,且經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平低,因此難以孕育出足夠規(guī)模的半
(略)場(chǎng),。而全球化時(shí)代的中國(guó)芯片工業(yè)不僅沒有擺脫對(duì)國(guó)外的技術(shù)依賴,,反而對(duì)
(略)場(chǎng)的依賴還加深了。
(略)巨頭不愿意使用國(guó)產(chǎn)芯片,,
(略)中低端芯片的外包商,,更沒人愿意使用國(guó)產(chǎn)芯片制造設(shè)備。直到中美貿(mào)易戰(zhàn)爆發(fā),,特朗普政府意圖切斷中興和華為的芯片供應(yīng)鏈后,,這種局面才有所改變。作者認(rèn)為,,中國(guó)若要進(jìn)一步發(fā)展先進(jìn)芯片工業(yè),,必須破除對(duì)摩爾定律的迷思,把政府和企業(yè)決策者的注意力從引進(jìn)一兩臺(tái)設(shè)備上轉(zhuǎn)移開,,聚焦到支撐先進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)
(略)場(chǎng)和內(nèi)需環(huán)境上,。例如,當(dāng)下愈演愈烈的“內(nèi)卷化”帶來的內(nèi)需崩塌便會(huì)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展造成極大傷害,,只有足夠多的企業(yè)實(shí)施高固定成本戰(zhàn)略,,才能創(chuàng)造出足夠
(略)場(chǎng)和內(nèi)需,,
(略)。本文原載《文化縱橫》2025年2月刊,,原題為《突圍“摩爾定律陷阱”——
(略)》,。文章僅代表作者觀點(diǎn),供讀者參考,。
突圍“摩爾定律陷阱”
——
(略)
先進(jìn)制程的芯片制造是當(dāng)前全球科技和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的前沿,。[1]自美國(guó)出臺(tái)《芯片與科學(xué)法案》大舉補(bǔ)貼芯片制造以來,日本,、印度及歐洲乃至東南亞國(guó)家
(略)都紛紛出臺(tái)芯片產(chǎn)業(yè)補(bǔ)貼政策,,美日歐等發(fā)達(dá)國(guó)家更是重點(diǎn)瞄準(zhǔn)5納米制程以下尖端芯片制造。先進(jìn)制程是美國(guó)遏制中國(guó)高科技產(chǎn)業(yè)部門進(jìn)一步發(fā)展的焦點(diǎn),,過去四年里,,拜登政府一步步收緊特朗普開始的技術(shù)出口管制,試圖利用美國(guó)及其盟友對(duì)“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)的控制,,將中國(guó)的芯片制造鎖死在14納米節(jié)點(diǎn),。中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)如何突破關(guān)鍵技術(shù)限制、如何自主發(fā)展先進(jìn)芯片制造,,是擺在科技和產(chǎn)業(yè)界面前最重要的課題,。本文將從公共政策和產(chǎn)業(yè)史的角度來探討這個(gè)話題。先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)――一個(gè)枯燥而模糊的工程技術(shù)和營(yíng)銷術(shù)語(yǔ),,一個(gè)在十年前只有書呆子(nerd)才會(huì)討論的話題——在公共政策制定者的推動(dòng)下竟成為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)和老百姓爭(zhēng)相議論的話題,,本身已說明了政策話語(yǔ)的重要性。然而,,鮮有人反思的是,,如美歐這般用先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)的概念作為產(chǎn)業(yè)政策制定的依據(jù)是否具有合理性。先進(jìn)制程對(duì)于提升芯片性能的作用不容置疑,,但是政策制定者對(duì)制程節(jié)點(diǎn)的執(zhí)著更多來自對(duì)“摩爾定律”這類規(guī)律的信仰。通過對(duì)全球芯片產(chǎn)業(yè)變革和中國(guó)發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)歷史的梳理,,我們很容易發(fā)現(xiàn)這種迷信根本站不住腳,。
▍摩爾定律、
(略)與全球芯片產(chǎn)業(yè)變革
1965年,,英特爾創(chuàng)始人之一的戈登·摩爾在為《電子》(Electronics)雜志撰寫的短文中總結(jié)了一個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)的規(guī)律:自1958
(略)發(fā)明以來,,每塊芯片上可容納的晶體管數(shù)量大約每經(jīng)過18個(gè)月到24個(gè)月便會(huì)增加一倍。這意味著大約每隔2年,,芯片的性能會(huì)提升一倍,,而獲得同樣性能的成本會(huì)降低一半,這便是著名的摩爾定律,。摩爾定律誕生以來,,芯片技術(shù)突飛猛進(jìn),,半導(dǎo)體工業(yè)快速發(fā)展,成為現(xiàn)代信息社會(huì)最核心的高科技產(chǎn)業(yè)部門,,摩爾定律也因此成為廣受信奉的鐵律,。
摩爾定律的有效性并非沒有爭(zhēng)議。實(shí)際上,,摩爾定律并不是基于某種自然規(guī)律的科學(xué)定理,,而是對(duì)經(jīng)驗(yàn)的歸納――戈登·摩爾最初只預(yù)言了十年的發(fā)展,并沒料到芯片技術(shù)可以維持長(zhǎng)期的快速進(jìn)步,,以至于摩爾本人后來曾多次調(diào)整摩爾定律的表述,。摩爾定律自身的表述也非常寬泛,很容易在不同的場(chǎng)景下被重新解讀,。例如,,模擬芯片的發(fā)展從來就不符合摩爾定律。大約從21世紀(jì)初開始,,為了在每塊芯片上容納更多的晶體管數(shù)量,、而縮小單個(gè)晶體管尺寸所產(chǎn)生的成本越來越高,以至于在多個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn),,制造困難帶來的成本上升開始超過縮小晶體管帶來的收益,,使得下一代晶體管比上一代更貴。到了2014年以后,,長(zhǎng)期引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展的英特爾花了5年時(shí)間才完成從14納米向10納米制程的升級(jí),,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出2年。即便英特爾進(jìn)展緩慢有自身的問題,,
(略)——英偉達(dá)的CEO黃仁勛也從2017年起就多次宣言摩爾定律已死,。
然而,恰恰是因?yàn)槟柖刹⒎钦嬲目茖W(xué)定律,,使得以上爭(zhēng)議并不能真正撼動(dòng)摩爾定律的地位,。摩爾定律之所以對(duì)整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了持久而深遠(yuǎn)的影響,在于它設(shè)定了一種競(jìng)爭(zhēng)的節(jié)奏,,創(chuàng)造出全社會(huì)(包括政府,、產(chǎn)業(yè)界和消費(fèi)者)對(duì)芯片產(chǎn)業(yè)持續(xù)引領(lǐng)技術(shù)進(jìn)步的一種期待。這意味著,,如果在位企業(yè)不能以某種形式滿足這種期待時(shí),,那么它不僅被后來者取代便是理所當(dāng)然的(而無法訴諸質(zhì)量、品牌等常見的壟斷手段),,而且日后的追趕可能也會(huì)非常困難,。對(duì)于公共政策制定者來說,維護(hù)技術(shù)領(lǐng)先的龍頭芯片企業(yè)地位就成為保持本國(guó)尖端產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的第一要?jiǎng)?wù),。從這點(diǎn)出發(fā)便很容易理解,,每當(dāng)美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)的領(lǐng)先地位發(fā)生動(dòng)搖時(shí)——上一次是在80年代面臨日本的挑戰(zhàn),,當(dāng)下則是臺(tái)積電取代英特爾掌握最先進(jìn)的制程——華盛頓的政客們都會(huì)極度的驚恐。在摩爾定律的指引下,,先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)成為最為重要的產(chǎn)業(yè)政策目標(biāo)之一,。
但是,摩爾定律真的就是驅(qū)動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展最重要的動(dòng)力嗎,?
(略)誕生以來,,摩爾定律下的快速技術(shù)進(jìn)步固然是芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的明線,
(略)的更迭則是推動(dòng)芯片需求擴(kuò)張,、新舊產(chǎn)業(yè)龍頭交替的另一條“暗線”,。
(略)芯片在發(fā)明初期主要用于航空和軍事用途,造價(jià)昂貴,,進(jìn)入60年代以來,,才在
(略)。迄今為止,,
(略)主要有三代,。[2]
第一代是從20世紀(jì)60年代到80年代的大型機(jī)(mainframecomputer)和小型機(jī)(minicomputer)。美國(guó)IBM公司在1964年發(fā)布大型機(jī)“System/360”系統(tǒng),,
(略)設(shè)計(jì),,獲得
(略)場(chǎng)成功。為了最大化利潤(rùn),,IBM投資自有工廠生產(chǎn)芯片,,在70年代時(shí),僅靠生產(chǎn)自用的芯片就成為全世界最大的芯片制造商,。同一時(shí)期,,以DEC
(略)(略)芯片生產(chǎn)出比大型機(jī)更小、更便宜的小型機(jī),,打開更大的
(略)場(chǎng),。
第二代是從80年代到21世紀(jì)初的個(gè)人電腦(PC)?;谟⑻貭杧86
(略)的廉價(jià)個(gè)人電腦帶來了計(jì)算機(jī)
(略)場(chǎng)的爆發(fā),,開啟了20
(略)經(jīng)濟(jì)繁榮。自90年代起,,由于個(gè)人電腦和服務(wù)器成為最大的
(略)場(chǎng),英特爾也從一度瀕臨破產(chǎn)再度成為世界半導(dǎo)體工業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者,,并在接下來二十多年中引領(lǐng)先進(jìn)制程,。而上一代計(jì)算機(jī)工業(yè)的佼佼者此時(shí)紛紛隕落,王安電腦在1992年破產(chǎn),,DEC于1998年被康柏收購(gòu),,連巨無霸IBM也退出了個(gè)人電腦業(yè)務(wù),,最終在2015年將芯片生產(chǎn)業(yè)務(wù)出售給格芯。
(略)推出iPhone起至今的智能手機(jī),。智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展伴隨著半導(dǎo)體工業(yè)的新分工模式――
(略)(fablessdesignhouse)和純晶圓代工廠(pure-playfoundry)協(xié)作的興起,。盡管作為第一家純代工廠的臺(tái)積電早在1987年就已創(chuàng)立,但很長(zhǎng)時(shí)間以來,,在英特爾和德州儀器[3]等傳統(tǒng)芯片巨頭的陰影下,,代工廠往往是廉價(jià)和低端的代名詞,行業(yè)里更有句黑話叫“真男人要有晶圓廠”(Realmenhavefabs)[4],。然而,,由于英特爾不愿為蘋果供應(yīng)智能手機(jī)芯片,蘋果轉(zhuǎn)向代工廠生產(chǎn),,并在2010年推出自己設(shè)計(jì)的A系列芯片,。隨著智能手機(jī)日漸普及并成為芯片技術(shù)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力,
(略)(包括高通,、
(略)和蘋果,、
(略)的設(shè)計(jì)部門)和代工廠(包括臺(tái)積電、三星電子等)成為行業(yè)的領(lǐng)頭羊,。2024年底,,芯片代工制造的行業(yè)龍頭臺(tái)
(略)值超過1萬億美元,而英
(略)值不到其1/10,,并在先進(jìn)制程研發(fā)方面遇到極大困難(圖1),。
(略)的興衰,很難說技術(shù)上領(lǐng)跑摩爾定律的企業(yè)就能長(zhǎng)盛不衰,。由于芯片制造中存在強(qiáng)力的規(guī)模效應(yīng),,往往是在
(略)場(chǎng)上獲得成功的企業(yè)更有可能大力投資研發(fā)和制造,逐步獲得對(duì)先進(jìn)制程的把控,,反之則未必可行,。實(shí)際上,除了計(jì)算機(jī)這條主線之外,,還有不少
(略)場(chǎng)的“支線”,,在
(略)場(chǎng)上摩爾定律的效應(yīng)更弱,
(略)場(chǎng)的作用更強(qiáng),。例如,,發(fā)明于60
(略)早期的
(略)場(chǎng)之一。日本的三洋,、佳能,、
(略)通過微型化創(chuàng)新,將計(jì)算器的價(jià)格從最初的4000美元降到70年代末的不到10美元,成為日本電子工業(yè)起飛的領(lǐng)頭羊,。再例如,,IBM公司在1970
(略)存儲(chǔ)芯片代替磁芯存儲(chǔ)器,開啟了存儲(chǔ)
(略)場(chǎng),。
(略)場(chǎng)不僅孕育了早期的英特爾,,也成為后來日韓半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的主要賽道。
進(jìn)一步看,,
(略)更替的一個(gè)顯著特征是“顛覆式創(chuàng)新”[5],,
(略)以更簡(jiǎn)單、更便宜的低端產(chǎn)品形式出現(xiàn),,再通過不斷改進(jìn),、提升質(zhì)量最終取代舊的主流和高端產(chǎn)品的過程。在這個(gè)過程中,,在位廠商的潰敗并非由于缺乏技術(shù)優(yōu)勢(shì),,
(略)鎖定后無法對(duì)新需求做出有效的回應(yīng)。從英特爾到臺(tái)積電,,無不是從
(略)場(chǎng)發(fā)家,;而一旦成為霸主,如十多年前的英特爾,,即便坐擁最先進(jìn)的制程技術(shù),,卻無法進(jìn)入主流的
(略)場(chǎng),最終一步步陷入困境,,落入一種“摩爾定律陷阱”,。
▍
(略)
全球芯片工業(yè)的數(shù)次變革帶來的一個(gè)啟示是:發(fā)展芯片工業(yè)既需要緊緊跟隨摩爾定律的技術(shù)推力,更需要
(略)場(chǎng)的需求拉力,。如果
(略)場(chǎng)需求支撐,,即便是領(lǐng)先企業(yè)也難以維持對(duì)先進(jìn)制程的投入,后來者則更難以完成追趕,。我國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人一直重視芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展和對(duì)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的追趕,,長(zhǎng)期以來堅(jiān)持對(duì)芯片產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期大力投入。然而,,不得不承認(rèn)的是,,至今我國(guó)芯片企業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平距國(guó)際前沿仍有顯著差距。
(略)如此艱難曲折,,與需要同時(shí)解決技
(略)場(chǎng)兩大難題有極大關(guān)系,。[6]
中國(guó)是世界上最早開發(fā)半導(dǎo)體芯片技術(shù)的少數(shù)國(guó)家之一。早在1956年,,黨中央提出了“向科學(xué)進(jìn)軍”的號(hào)召,,隨后,,半導(dǎo)體技術(shù)被列入十二年遠(yuǎn)景規(guī)劃。在基本封閉的情況下,,我國(guó)科研人員在1963年底研制出了第一個(gè)硅平面工藝晶體管,又在1965
(略)——
(略)僅僅過去了七年,。到60年代末,,我
(略)產(chǎn)業(yè)鏈,以滿足軍工,、科研的需求,。盡管中國(guó)早期半導(dǎo)體工業(yè)在極其艱苦的條件下取得的成就難能可貴,但必須承認(rèn)的是,,到改革開放前,,我國(guó)半導(dǎo)體工業(yè)已大幅落后于歐美乃至亞洲新興經(jīng)濟(jì)體。
(一)國(guó)有投資建設(shè)時(shí)期
改革開放之后,,我國(guó)半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展以2000年為界經(jīng)歷了兩個(gè)階段,。在前一個(gè)階段,我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展依賴政府投資重點(diǎn)企業(yè),,引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù),,以無錫742廠、908工程和909工程三個(gè)項(xiàng)目最為典型,。742廠是國(guó)營(yíng)江南無線電器材廠的簡(jiǎn)稱,,也是改革開放初期建設(shè)的規(guī)模最大、
(略)企業(yè),。為了滿足當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)旺盛的電視機(jī)需求,,我國(guó)在80年代從日本引入了大量電視生產(chǎn)線,742
(略),。從1978年國(guó)家計(jì)委立項(xiàng)到1985年驗(yàn)收投產(chǎn),,742廠利用國(guó)家投資6600萬美元從日本東芝引進(jìn)3英寸生產(chǎn)線,
(略),。742
(略)產(chǎn)量超過3000萬塊,,一度達(dá)到全國(guó)總產(chǎn)量的近40%,大大加速了電視機(jī)的國(guó)產(chǎn)化和普及,。742廠后續(xù)又與德國(guó)西門子合作建設(shè)5英寸線,,并與地方研究所(24所)
(略)。在80年代我國(guó)引進(jìn)的半導(dǎo)體生產(chǎn)線中,,絕大多數(shù)由于缺乏產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)人員而利用不佳,,742廠是少有的成功案例。盡管742廠取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益,,但它獲得的技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后國(guó)外,。此時(shí),
(略)時(shí)代,鄰國(guó)日本更是通過1975~1979年的VLSI項(xiàng)目躋身國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)前沿,。
1990年8月,,國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)908工程,
(略)為目標(biāo),,通過國(guó)家投資龍頭企業(yè)華晶,,以建設(shè)一條6英寸0.8~1.2
(略)生產(chǎn)線。經(jīng)過談判,,
(略)(AT&TLucent)購(gòu)買技術(shù),。朗訊不僅向華晶轉(zhuǎn)讓工藝技術(shù)、培訓(xùn)工程師,,
(略)的相關(guān)設(shè)計(jì)工具和資料庫(kù),,以生產(chǎn)朗訊程控交換機(jī)所用的芯片。然而,,華晶的6英寸線歷時(shí)7年多才建成,,一建成便陷入困境。一方面,,908工程的決策和談判時(shí)間很長(zhǎng),,雖然最終達(dá)到既定目標(biāo),但此時(shí)國(guó)際主流工藝已迭代到8英寸線,,項(xiàng)目并未能有效縮小國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體工業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)差距,。需要說明的是,908工程的實(shí)施時(shí)間在同時(shí)代并不算長(zhǎng),,暴露出的問題更多是原有計(jì)劃體制的痼疾,。另一方面,908工程所引進(jìn)的朗訊技術(shù)有較大的局限性,,需要華晶在引進(jìn)吸收的基礎(chǔ)上二次開發(fā),,才能打開更
(略)場(chǎng)。然而,,華晶并不具備這樣的條件,,加上此時(shí)
(略)場(chǎng)飽和,原有的產(chǎn)線也陷入虧損,,更無力再做投資,。最終,華晶與臺(tái)灣茂矽電子創(chuàng)辦人陳正宇合作,,
(略),,承接海外的來料加工,成為中國(guó)大陸第一家純晶圓代工廠,。
90年代中期,,國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人已充分意識(shí)到908工程面臨的體制問題,,將工作重心轉(zhuǎn)移到909工程上。909工程在1995年立項(xiàng),,由中央政府聯(lián)合
(略)出資,,目標(biāo)是建設(shè)一條8
(略)生產(chǎn)線,工程耗資近100億元,,超過了此前國(guó)家對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投資的總和,。為了體現(xiàn)中央的重視和決心,
(略)于1996年成立,,由時(shí)任電子工業(yè)部部長(zhǎng)和
(略)副市長(zhǎng)兼任主要負(fù)責(zé)人。此時(shí),,美國(guó)牽頭主要的西方工業(yè)國(guó)家簽署了控制常規(guī)武器和高新技術(shù)出口的《瓦森納協(xié)定》,,使我國(guó)從國(guó)外獲得先進(jìn)半導(dǎo)體制造的設(shè)備和技術(shù)變得更加困難。最終,,日本NEC公司同意加入909工程,,成立華虹NEC
(略),轉(zhuǎn)讓8英寸,、0.35~0.5微米技術(shù),。在中央和
(略)的大力支持下,909工程僅用18個(gè)月就建成了國(guó)內(nèi)第一條8英寸線,。1999年2月,,華虹NEC正式投產(chǎn)64M內(nèi)存芯片,達(dá)到國(guó)際主流產(chǎn)品水平,。
高規(guī)格,、高投入使909工程克服了前期的障礙,極大提升了國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體技術(shù)與生產(chǎn)能力,。但是到2000年時(shí),,英特爾、臺(tái)積電等巨頭已將國(guó)際前沿推進(jìn)到12英寸,、0.18微米的工藝水平,,華虹NEC仍然落后2~3代。造成這種落后有兩方面原因,。一是《瓦森納協(xié)定》后歐美企業(yè)不愿意與中國(guó)合作,,美國(guó)事實(shí)上確立了對(duì)華芯片技術(shù)出口的“N-2代差”規(guī)則,即出口中國(guó)的芯片裝備和技術(shù)要落后國(guó)際前沿2代以上,。NEC公司盡管在華有大量投資,,但它能提供的內(nèi)存芯片技術(shù)并非摩爾定律的主戰(zhàn)場(chǎng)。與邏輯芯片相比,,內(nèi)存芯片設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,,工藝進(jìn)展較慢,,內(nèi)存廠商主要依靠規(guī)模經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)。二是華虹NEC早期依賴NEC的技
(略)場(chǎng),,但NEC
(略),。
(略)泡沫破裂,存儲(chǔ)芯片價(jià)格暴跌,,NEC半導(dǎo)體部門自身的困境開始影響華虹NEC,。到了2002年后,華虹NEC重新引入海外華人和海歸組成的管理團(tuán)隊(duì),,成功轉(zhuǎn)型為芯片代工廠,,但之后華虹的運(yùn)營(yíng)重心也隨之轉(zhuǎn)移到成熟制程特色工藝,不再追逐先進(jìn)制程,。
(二)市場(chǎng)化與全球化時(shí)期
2000年,,國(guó)務(wù)院發(fā)布《
(略)產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》文件(以下簡(jiǎn)稱“18號(hào)文件”),我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新的發(fā)展階段,。18號(hào)文
(略)行業(yè)的準(zhǔn)入許可,,
(略)企業(yè)不分所有制性質(zhì)都可享受優(yōu)惠政策。18號(hào)文件代表的產(chǎn)業(yè)政策向
(略)場(chǎng)激勵(lì)的政策轉(zhuǎn)型,,
(略)進(jìn)入中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè),。
(略)和少數(shù)大規(guī)模的純晶圓代工廠和芯片封裝廠組成,建立起與全球產(chǎn)業(yè)鏈緊密結(jié)合的垂直分工產(chǎn)業(yè)體系,。
中芯國(guó)際(SMIC,,以下簡(jiǎn)稱“中芯”)就是這一時(shí)期興起的新興芯片制造企業(yè)的代表。2000年4月,,中芯由從世大半導(dǎo)體出走,、出身于德州儀器的中國(guó)臺(tái)灣工程師張汝京籌資創(chuàng)辦。當(dāng)年5月,,張汝京帶領(lǐng)數(shù)百名國(guó)際工程師團(tuán)隊(duì)和管理人員來到上海,,8月工廠破土動(dòng)工,僅花費(fèi)1年時(shí)間就在上海張江建成了每月產(chǎn)能10萬片晶圓的超大型芯片廠,,破了當(dāng)時(shí)全世界最快的建廠紀(jì)錄,。張汝京深諳芯片產(chǎn)業(yè)基于規(guī)模經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)規(guī)律,在地方政府的支持下,,中芯通過建廠,、收購(gòu)等方式:
(略)
早期的中芯代表了一套完全基于全球化的商業(yè)模式。張汝京的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)主要由海外華人,、國(guó)際專家和海歸組成,,而中芯的出資方既包括北京、上海的國(guó)有資本,,也包括美國(guó)投行,、硅谷風(fēng)險(xiǎn)資本,、
(略)、新加坡淡馬錫等各種背景的國(guó)際資本,。憑借創(chuàng)始人深厚的海外關(guān)系,,中芯從美國(guó)大量獲取:
(略)
全球化雖然成就了中芯早期的輝煌,,但也成為其商業(yè)模式的阿喀琉斯之踵,,更未能從根本上改變中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的追趕處境。
(略)場(chǎng)在海外,,中芯首先受到競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在境外的擠壓,。創(chuàng)立不久,中芯便陷入與臺(tái)積電的知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛,。從2003年到2009年,,臺(tái)積電在美國(guó)法院提起了一系列訴訟,控告中芯侵犯專利和盜用商業(yè)秘密,。這些訴訟最終使中芯為換取和解付出了超過4.5億美元的經(jīng)濟(jì)和股權(quán)賠償,并導(dǎo)致創(chuàng)始人張汝京辭職,。創(chuàng)始人的離去在短期內(nèi)造成中芯管理層動(dòng)蕩,,
(略)的增長(zhǎng)和技術(shù)追趕在隨后幾年放緩。這段時(shí)期的中芯制程工藝開發(fā)緩慢,,營(yíng)收主要來自90納米以上的成熟制程,,與行業(yè)領(lǐng)先水平的差距實(shí)際上進(jìn)一步擴(kuò)大。直到2015
(略)產(chǎn)業(yè)投資基金注資,,引進(jìn)制程工藝專家梁孟松,,實(shí)現(xiàn)14納米節(jié)點(diǎn)的突破,中芯才再次回到高速增長(zhǎng)與大規(guī)模投入的軌道,,但此后的中芯無論是從出資結(jié)構(gòu),、核心高管還是營(yíng)收來源都已徹底轉(zhuǎn)向了國(guó)內(nèi)。
隨著中美技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)加劇,,中國(guó)芯片工業(yè)的全球化時(shí)代緩緩落幕,。2020年12月,中芯被美國(guó)商務(wù)部列入實(shí)體清單,;2022年10月7日,,美國(guó)全面禁止向中國(guó)出口用于生產(chǎn)先進(jìn)計(jì)算芯片的技術(shù)和設(shè)備,并在之后兩年中多次升級(jí)禁令,。受美國(guó)制裁影響,,中芯從海外獲取:
(略)
▍突圍“摩爾定律陷阱”
(略),,我們發(fā)現(xiàn)造成當(dāng)下困境的也有一明一暗兩條線,。明線上的技術(shù)問題眾所周知,,是我國(guó)在芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展中不斷重復(fù)技術(shù)引進(jìn)—落后—再引進(jìn)的怪圈,始終無法追上摩爾定律設(shè)定的節(jié)奏,,更難以在關(guān)鍵技術(shù)上擺脫對(duì)國(guó)外的依賴,。在后全球化時(shí)代,隨著技術(shù)引進(jìn)變得愈發(fā)困難,,如何走出這個(gè)怪圈就變得更加迫切,。
較少受到關(guān)注的,是支撐先進(jìn)技術(shù)進(jìn)
(略)場(chǎng)發(fā)展這條暗線,。冷戰(zhàn)時(shí)期東西對(duì)立,,中國(guó)被隔絕在世界分工體系外,加之較低的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平難以孕育出足夠規(guī)模的半
(略)場(chǎng),,無法支撐起獨(dú)立的先進(jìn)芯片產(chǎn)業(yè),,這并不難理解。改革開放以來,,居民部門對(duì)電視,、冰箱、洗衣機(jī)這類家電的旺盛需求支撐起國(guó)產(chǎn)電器工業(yè),,
(略)需求,,盡管這些需求往往并不需要先進(jìn)制程即可滿足。隨著90年代末我國(guó)建立起出口導(dǎo)向型經(jīng)濟(jì),,融入西方主導(dǎo)的國(guó)際分工體系,,我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)按照模塊化生產(chǎn)范式發(fā)生了重組。芯片工業(yè)的全球化模式雖然帶來高投資和高增長(zhǎng),,但是也造成芯片投資與國(guó)內(nèi)需求的脫節(jié),。例如,在獲得美國(guó)商務(wù)部無限期出口豁免權(quán)的2007年前后,,中芯的營(yíng)收有高達(dá)80%來自
(略)場(chǎng),。全球化時(shí)代的中國(guó)芯片工業(yè)不僅在技術(shù)上沒有擺脫對(duì)國(guó)外的依賴,而且對(duì)
(略)場(chǎng)的依賴還加深了,。
(略)巨頭不愿意使用國(guó)產(chǎn)芯片,,
(略)中低端芯片的外包選擇,更沒人愿意使用國(guó)產(chǎn)芯片制造設(shè)備,。
從技
(略)場(chǎng)兩條線來看,,中國(guó)發(fā)展先進(jìn)芯片產(chǎn)業(yè)的過程中,尋找需求支撐的迫切性甚至要高于生產(chǎn)端單純的技術(shù)追趕,。21世紀(jì)初,,
(略)曾樂觀地認(rèn)為,隨著中國(guó)半導(dǎo)體消費(fèi)量快速上升,,必然會(huì)刺激本地生產(chǎn),,帶動(dòng)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展,。實(shí)際上,在全球產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)模式中,,盡管中國(guó)自2008年就成為世界上最大的半導(dǎo)體消費(fèi)國(guó),,但是本地生產(chǎn)長(zhǎng)期嚴(yán)重滯后。其中的原因除了一大部分統(tǒng)計(jì)的消費(fèi)實(shí)際只是用于組裝再出口外,,剩下的國(guó)內(nèi)消費(fèi)中真正能夠支撐國(guó)產(chǎn)先進(jìn)芯片技術(shù)開發(fā)和生產(chǎn)的有效需求恐怕也寥寥無幾,。直到中美貿(mào)易戰(zhàn)爆發(fā),特朗普政府意圖切斷中興和華為的芯片供應(yīng)鏈以置之于死地后,,這種局面才有所改觀,。中芯國(guó)際近年來的年報(bào)顯示,其來自中國(guó)大陸的營(yíng)收比率在2018年后快速躍升到50%以上,,到2023年更高達(dá)80%,。然而,這種轉(zhuǎn)變或許來得還是太遲,、太不徹底了,。迄今為止,除了受到制裁的華為在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)出采用先進(jìn)制程的麒麟處理器芯片外,,并沒有太多例子表明國(guó)內(nèi)廠商對(duì)國(guó)產(chǎn)先進(jìn)制程芯片有充分的興趣和需求,。
或許有人要問,為什么發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)不能像中國(guó)的無數(shù)出口導(dǎo)向行業(yè)一樣通過加工出口就能到達(dá)世界先進(jìn)水平呢,?這是因?yàn)樾酒@樣的高技術(shù)工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)質(zhì)
(略)不斷地裁員,、擴(kuò)員以調(diào)節(jié)“可變成本”,,但這樣的企業(yè)勢(shì)必?zé)o法打造出有差異性的產(chǎn)品,,只能注定平庸。但命題的后一部分又進(jìn)一步指出,,企業(yè)如果想要?jiǎng)?chuàng)新的話,,就必須要能通過
(略)場(chǎng)、
(略)場(chǎng)乃至
(略)場(chǎng),,將創(chuàng)新的成果轉(zhuǎn)化為收入和利潤(rùn),,否則高固定成本戰(zhàn)略便無從談起。[8]尖端芯片作為當(dāng)代電子信息工業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的來源,,是支撐起當(dāng)代發(fā)達(dá)國(guó)家產(chǎn)業(yè)體系的創(chuàng)新型企業(yè)巨頭實(shí)施高固定成本戰(zhàn)略的基礎(chǔ),,因此也必然是
(略)場(chǎng)控制的焦點(diǎn)。
(略)進(jìn)入
(略)場(chǎng)起,,引領(lǐng)創(chuàng)新的巨頭都對(duì)芯片的
(略)場(chǎng)擁有著巨
(略)場(chǎng)權(quán)力,。大型機(jī)時(shí)代的IBM和PC時(shí)代的英特爾都是如此。臺(tái)積電或許是個(gè)例外,,但它的地位本來便是其主要客戶――
(略)市場(chǎng)權(quán)力的延伸,。也正因?yàn)槿绱?,臺(tái)積電遠(yuǎn)比之前時(shí)代的巨頭更脆弱,輕易地便受到美國(guó)政府的擺布,。在這
(略)場(chǎng)上,,中國(guó)出口工業(yè)慣用的物美價(jià)廉的打法,必定會(huì)遭到巨頭及其背后政府的圍追堵截,。
換句話說,,沒有一
(略)場(chǎng)控制力以充分吸收創(chuàng)新的高固定成本,發(fā)展尖端芯片工業(yè)便無從談起,。而中國(guó)發(fā)展先進(jìn)芯片制
(略)場(chǎng),,只能從廣闊的
(略)場(chǎng)來找。當(dāng)然,,這并不是說要讓政府賦予某個(gè)企業(yè)以壟斷性權(quán)力,;實(shí)際上,只
(略)場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得的壟斷能力才是真
(略)場(chǎng)權(quán)力,,也只有這樣的企業(yè)才能真
(略)場(chǎng)地位轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新的動(dòng)力,,這個(gè)道理在中國(guó)當(dāng)
(略)場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中已不言自明。然而,,我們也必須清醒地意識(shí)到,,經(jīng)過三十年的全球化,
(略)鎖定的情況下,,
(略)主動(dòng)讓出
(略)場(chǎng)也是不現(xiàn)實(shí)的,。在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候,以國(guó)家力量
(略)場(chǎng)空間,,為實(shí)施高固定成本戰(zhàn)略的創(chuàng)新企業(yè)創(chuàng)造機(jī)會(huì),,也是必要的選擇。在這點(diǎn)上,,發(fā)達(dá)國(guó)家從未猶豫過,,我們也無須躊躇。
摩爾定律之所以會(huì)成為一個(gè)“陷阱”,,是因?yàn)樗靡粋€(gè)簡(jiǎn)單量化的指標(biāo)遮蔽了產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的復(fù)雜條件,,讓政府和企業(yè)決策者誤以為,只要砸錢先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn),,便可水到渠成,、萬事大吉。過去落入此陷阱的案例比比皆是,,未來也不會(huì)少,。中國(guó)若要進(jìn)一步發(fā)展先進(jìn)芯片工業(yè),必須要破除對(duì)摩爾定律這類規(guī)律的迷思,把決策者的注意力從引進(jìn)一兩臺(tái)設(shè)備上轉(zhuǎn)移開,,聚焦到支撐先進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)
(略)場(chǎng)和內(nèi)需環(huán)境上,。例如,當(dāng)下愈演愈烈的“內(nèi)卷化”帶來的內(nèi)需崩塌便會(huì)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展造成極大傷害,,對(duì)此,,政府必須支持企業(yè)實(shí)施高固定成本創(chuàng)新戰(zhàn)略。只有足夠多的企業(yè)實(shí)施高固定成本戰(zhàn)略,,才能創(chuàng)造出足夠
(略)場(chǎng)和內(nèi)需,,而更
(略)場(chǎng)將會(huì)推動(dòng)更多的企業(yè)實(shí)施高固定成本戰(zhàn)略,
(略),。
編輯|羅宋唐
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[1]制程,,也稱工藝制程或制程節(jié)點(diǎn),是指在半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)制造中用于衡量微型化電子元器件尺寸的工藝,,尺寸越小則芯片越精密越先進(jìn),。當(dāng)代先進(jìn)芯片制程已從微米級(jí)進(jìn)步到納米級(jí)(1微米=1000納米)。芯片工藝的另一個(gè)衡量方式:
(略)
[2]李寅:《重塑技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì),?——美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)政策回歸的歷史邏輯》,,載《文化縱橫》2021年4月號(hào)。
[3]英特爾和德州儀器等傳統(tǒng)的半導(dǎo)體制造商自行設(shè)計(jì)芯片并包攬后續(xù)的晶圓制造,、封裝和測(cè)試等各個(gè)環(huán)節(jié),,被稱為集成設(shè)備制造商(IntegratedDeviceManufacturer,IDM)。
[4]“Realmenhavefabs”出自AMD創(chuàng)始人桑德斯(JerrySanders)在90年代初的言論,。代工模式在芯片行業(yè)長(zhǎng)期存在,,但通過自營(yíng)晶圓廠來保持先進(jìn)工藝競(jìng)爭(zhēng)力曾被認(rèn)為對(duì)領(lǐng)先的芯片企業(yè)至關(guān)重要。
[5]顛覆式創(chuàng)新的概念出自美國(guó)哈佛商學(xué)院教授克里斯滕森,。參見ClayChristensen,MichaelE.Raynor,andRoryMcDonald,“Whatisdisruptiveinnovation.”HarvardBusinessReview,December2015,。
[6]本文關(guān)于中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史的案例基于YinLi,China’sDrivefortheTechnologyFrontier:IndigenousInnovationintheHigh-techIndustry,Routledge,2022,Chapter4;YinLiandKaidongFeng,“China’sInnovativeEnterprisesattheFrontiers:LessonsfromIndigenousInnovationinTelecom-EquipmentandSemiconductorIndustries,”ChinaReview,Vol.22,No.1,pp.11~37,2022,。
[7]YinLi,China’sDrivefortheTechnologyFrontier:IndigenousInnovationintheHigh-techIndustry,Routledge,2022,Chapter1.本命題從拉佐尼克對(duì)創(chuàng)新型企業(yè)的理論探討中發(fā)展而來,,參見WilliamLazonick,BusinessOrganizationandtheMythoftheMarketEconomy,CambridgeUniversityPress,1991,。
[8]作者關(guān)于高技術(shù)創(chuàng)新的經(jīng)濟(jì)學(xué)本質(zhì)是高固定成本戰(zhàn)略的命題,,被美國(guó)知名智庫(kù)ITIF在其2024年報(bào)告ChinaIsRapidlyBecomingaLeadingInnovatorinAdvancedIndustries引用,作為中美產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)是零和博弈的依據(jù),。但I(xiàn)TIF的理解是錯(cuò)誤的,,本命題強(qiáng)調(diào)
(略)場(chǎng)需求對(duì)于創(chuàng)新的意義,而且對(duì)創(chuàng)新者來說,,創(chuàng)
(略)場(chǎng)往往比從在位者手中
(略)場(chǎng)份額更重要,。
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(略)經(jīng)濟(jì)
(略),、
(略)
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(略)、長(zhǎng)
(略),、
(略)駐滬招商專班領(lǐng)導(dǎo)一行
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