中国半导体科技和产业的未来

添加时间:2020-06-11 点击次数:294

近年来,美国不断对我国半导体产业进行制裁和打击,一直卡脖子的芯片被推上了风口浪尖,也让我们意识到核心科技要掌握在自己手上。上月,美国宣称升级对华为的管制措施,华为在微博上表示,“除了胜利,我们已经无路可走”。现在,华为已经成了一个符号牵动着每个国人的心。中国半导体科技和产业的未来究竟会如何发展?未来我们又将如何获得胜利?本文从宏观角度会带来一些启发,在曲折的道路上,我们要奋战到底!


最近几年,由于美国总统特朗普的大力宣传,以及美国针对中兴和华为的一系列制裁和打击,越来越多的人认识到半导体科技和产业对中国经济发展的重要性,同时也认识到中国半导体科技和产业的不足。

2017年年初,在特朗普正式就任之前,美国总统科技顾问委员会就发表了《确保美国在半导体领域长期领导地位》报告,表示了“对中国正在打造半导体产业链带来的担忧。他们使用政府主导的数千亿美元基金在全球疯狂并购,在国内建设,会给美国带来重要的威胁”,建议美国总统对中国芯片产业进行更严密的审查,抑制中国半导体产业的创新。所以说,美国对中国的封堵政策是一贯的,并非特朗普个人的心血来潮,只是话语和行动比他的前任们更不加掩饰而已。随后对中兴通讯和华为公司的制裁,特别是借加拿大之手无理扣押华为高管孟晚舟(所谓的司法引渡事件),更是让中国乃至全世界人民认清了美国的心思。


关于美国封堵政策对华为乃至整个中国的半导体科技和产业的影响,近来已经有很多文章讨论,大多以“芯片的重要性不言而喻”开头,虽然有虚晃一枪的嫌疑,但也有确实无法用一篇短文说清楚的苦衷:2019年中国集成电路进口量约为4451.3亿块,摊到每人头上是300块,进口总金额约为3055.5亿美元,大约是2.1万亿元人民币,摊到每个人头上就是1500元。2019年中国国内生产总值大约是100万亿元,而进口集成电路的2万亿就占了2%。这么大的市场,即使是专业团队给出的行业调查报告,也只能让人对其有些初步的了解,何况里面充斥了各种各样的数据,即使有专业人士来解读,我们普通人也没有耐心甚至能力听懂。

那么,大家最关心的事情,中国半导体科技和产业的未来,到底会怎样呢?这又可以分解为一系列的小问题,比如说,卡住中国企业的光刻机,我们自己能生产吗?中国什么样的企业需要依赖光刻机,万一被遏制会有怎样的经济损失?对社会有什么样的影响?什么时候能打破国外垄断?美国真的断供以后,我们应该怎么办?

这些问题要说难也很难,因为涉及很多技术上、经济上的具体信息,而这种定量的信息,需要专门的团队去搜集和分析,最后的结果我们普通人也看不懂,甚至看不到。比如说,很多人可能听说过荷兰阿斯麦(ASML)公司生产的“EUV光刻机”,它的重量据说是180吨,价格大概1.2亿美元(8亿元人民币),光这个就已经很难想象了,更别说里面的技术细节了——如果真那么简单,美国应该也不会卡我们的脖子了。

但是话说回来,这些问题的答案也很简单,就一句话:人、钱和时间。技术产业与科学研究的最大不同就是,科学研究更多的是探索,而技术产业更多的是应用。具体到中国半导体科技和产业这件事,还要更简单一些,因为外国人已经在科学、技术和市场上证明了这件事情的可行性,所以只要给人、给钱和给时间,就肯定能做出来。

从科学方面来说相对简单,人家已经把路探好了,虽然不告诉我们具体的路线,但是,知道“有条路存在”这件事本身就是一个巨大的提示,何况还可以在科学文章和技术专利里查到很多公开的信息。别人做都做出来了,我们想还想不到吗?

从技术上来说,要复杂一些,毕竟有许多技术诀窍是不会公开的。但是技术的进步在很大程度上依赖于市场的需求,“社会的需要比十所大学更能推动科学的进步”。我们国家的半导体科技和产业并不是很差,2019年中国出口的集成电路的产值是1015.8亿美元(大约7000亿元),只是相对于美国(其实是以美国为代表的整个西方世界)落后大约15-20年的样子,不是不能用,只是不太好用。以前我们对“全球化”抱有比较大的希望,对“市场换技术”抱有一些现在看来不切实际的想法,无法下定决心完全靠自己干,现在逼到墙角了,“放弃幻想,准备战斗”。自己的技术虽然差一些,但是与市场的结合会更紧密一些,反馈也要更快一些,总的效果也许还更好一些——当然,要赶上国际水平,还需要一段时间。

从市场方面来看,我们的优势其实更大一些。在过去的几十年里,半导体科技和产业在世界范围里的迅猛发展,其实离不开全球经济一体化大趋势下日益增长的市场需求。半导体科技和产业是投入巨大、收益巨大的行业。如果没有巨大的市场支持,巨大的投入仍然存在,巨大的收益却化为泡影,最终只能变成越干越赔钱。那么现在谁是世界上最大的市场?中国!中国每年使用了大约一半甚至更多的集成电路。美国断供,只会损害自己和跟随他的西方国家的利益。对中国会造成伤害吗?是的,会造成伤害,但就像刚才说的,中国不是做不了,而是做得不太好。现在,用自己做得不太好的技术与世界上最大的市场结合起来,小步快跑,恐怕还更有利一些。

几周以前,美国当地时间5月15日,美国商务部宣称要升级对华为的管制措施,国外公司只要用美国技术、软件、设备等给华为生产芯片也会受到管制,必须得到美国政府批准——大有“闭关锁国”、“片帆不得下海”之意,一个国家针对一个公司下手如此之狠,真是让人大开眼界啊。

现在看来,美国针对华为的攻击,早已经不是什么自由市场经济的问题了,而是科技产业领域的战争。兵临城下,退无可退,成败在此一举。我们就用战争来做比喻吧。美国可能把这场战争看成“孟良崮”了,要集中优势兵力,包围并消灭武器精良、战斗力很强的华为。但是我要说,华为可不是张灵甫,美国更不是解放军,纯粹是拿错剧本了!真正的剧本是“上甘岭”啊:美军狂轰乱炸,裹挟的是多国联军,华为坚守阵地,背后是强大的祖国。5月15日,国家集成电路基金等多方同意分别向中芯国际注资15亿美元及7.5亿美元,总计大约是160亿人民币,这只是一个措施而已。

战争就是战争,胜利需要天时、地利、人和。“天时不如地利,地利不如人和”,科学、技术和市场,就是半导体科技和产业战争的天时、地利、人和。再说,“得道多助,失道寡助”,美国一心一意地要置华为乃至整个中国的半导体科技和产业于死地,不顾自己乃至盟友的利益,其他西方各国恐怕也会暗自心惊:这一招将来用到我身上,我也要完蛋呀。

中国人都知道春秋时期“三家分晋”的故事,智伯瑶带领韩康子和魏桓子围攻赵襄子,引晋水灌晋阳城,“围而灌之,城不浸者三版。”但是晋阳城里的人民坚持斗争。智伯瑶约韩康子、魏桓子一起察看水势,还得意地对他们俩说:“现在我才知道,大水也能灭掉一个国家呢。”韩康子和魏桓子表面顺从,却暗暗吃惊,因为他们自家边上也有大河呀。韩康子和魏桓子越想越怕,就转而与赵襄子合作,最后把智伯瑶给灭了。美国今天能用断供卡华为和中国的脖子,明天也能用同样的手段卡阿斯麦和其他国家的脖子。西方各国恐怕也要考虑退路了。如此看来,美国“还是太年轻啊”。

2013年,我翻译了一本介绍半导体科学技术发展史的科普书《半导体的故事》,重点描述了许多重要的半导体器件的诞生和发展过程的历史(截至2000年左右)。我为这本书写了一篇《译者的话》,简述了翻译这本书的缘起、过程和感想,也谈了自己对中国半导体科学技术领域的历史、现状及未来的一些粗浅看法。当时我就说:


最后再谈谈我国半导体物理学研究的前景。……最关键的原因是投入不够、规划不足。“不谋万世者,不足谋一时;不谋全局者,不足谋一域。”对于半导体研究这种高投入的领域,没有长远的规划,没有充分的投入,当然不会有如意的结果。……科研的进步和产业的发展并不仅仅是投入资金和购买设备,更重要的是培养人才。只有吸引优秀的有志青年学习半导体知识,投身于半导体行业,才能进一步推动我国半导体事业的发展。为了实现这个目标,大学院系有必要更新教学内容、重新规划教学模式,科研和产业单位有必要重新设计项目课题的研究方式、重新协调科研与生产的关系。“十年生聚,十年教训。”20年后,无论是科研还是生产,中国都应该拥有世界上最先进、最强大的半导体事业。


如今已经是7年过去了。我们对困难的认识更深刻了,我们的进步也更大了。当时我预期中国要20年才能拥有世界最先进最强大的半导体事业,其实是因为有些私心而过于乐观的:因为那时候我就要退休了,我希望在退休之前看到自己的希望实现。现在我认为,由于国内国际形势的急剧变化,这个希望的实现不是要推迟,而是要提前了:再过10年,也就是2030年,在我退休之前,我们就能看到中国真正成为一个强大的半导体科技和产业大国。只要我们挺过艰苦的5年,接下来再保持5年的高速发展,就会实现这个目标。

现在看来,中美脱钩的趋势不可避免,只是中美双方都没有做好准备。中国肯定是不会主动脱钩的,美国希望中国自我隔离的想法是完全脱离现实的。现在这些争论,我觉得都不是给中美双方听的,而是讲给世界上其他国家和人民的。中美必然脱钩,但是中国和美国都不想,也不会与世界脱钩。现在双方都是在争取世界。如果谁愿意自我隔离,那太好了,可以不争论了。但这是完全不可能的,美国也是不会甘心的,所以才有斗争。现在的斗争形式还只是中美贸易摩擦,今后肯定会有更多更新的方式。

总而言之:放弃幻想,准备战斗。前途是光明的,道路是曲折的。我们一定要胜利,我们一定能胜利。

历史将会证明一切。