警惕!这个事关国运的行业外有美国打击,内有认识误区

2020-07-10    作者: 成都新闻网编辑部    来源:瞭望智库    阅读:

关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。 长期以来,中央高度重视以芯片领域为代表的电子信息产业等关键核心技术的自主可控。 形势逼人,挑战逼人,使命逼人!近两年来,我国以芯片领域为代表的电子信息产业自主可控面临的形势愈发紧迫。美国为首的西方国家

  关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。

  长期以来,中央高度重视以芯片领域为代表的电子信息产业等关键核心技术的自主可控。

  形势逼人,挑战逼人,使命逼人!近两年来,我国以芯片领域为代表的电子信息产业自主可控面临的形势愈发紧迫。美国为首的西方国家,动用国家力量,以所谓国家安全为借口,对我国华为、中兴等龙头科技企业出手打压,步步紧逼,不断升级,撕破脸皮卡脖子,情况不容乐观。

  也几乎是一夜之间,在我国,集成电路、半导体、芯片等特有用词,从深闺研究所走向了寻常巷陌,成为国民谈说。

  在此背景下,7月7日,新华社瞭望智库召开“新形势下芯片自主可控路径”闭门研讨会 ,邀请工信部原部长李毅中、清华大学微电子研究所所长魏少军、著名经济学家向松祚、ARM中国执行董事长吴雄昂等政府部门代表、专家学者及产业界代表深入探讨,分析当前形势下自主可控各类可行路径,为加快推动构建安全可控的信息技术体系建言献策。

  1

  优势渐立短板依旧

  整体而言,我国集成电路产业已经有一定的基础,但是和美国等先进国家相比,还存在着较大的差距,是公允之论。

  李毅中总结了四个方面:

  从半导体设备看,我国大陆市场销量约占全球的23%,但设备自给率只有一成。上海微电子研制的28nm光刻机有望明年生产,中微半导体7mm刻蚀机达到国际水平,其他设备多处于中低端。

  从半导体的材料看,中国大陆市场销量占全球近三成,但自给率不足、高端占比低。硅单晶圆片自给率6英寸50%,8英寸10%,12英寸仍依赖进口。光刻胶、溅射靶材等化学品有量产,多处于中低端。

  从集成电路产业链各环节看,芯片设计已有相当能力和水平,11家企业进入全球IC设计50强,原创设计工具EDA国内市场国产的只占一成;制造环节奋力追赶,仍相差2代,中芯国际、华虹半导体进入前十强,制程能力达28nm,14nm风险量产。高端芯片制造多由台积电代工;封测环节具有一定优势,销售额占全球59%,封装技术较领先,仍有一定差距。

  从集成电路产业链结构看,设计、制造、封装之比41:28:31,合理比值应为3:4:3,制造是薄弱环节。制造环节销售收入属本土企业的仅占18.2%,其余属外资企业。

  也就是说,不能泛泛而谈中国集成电路的发展,应深入其中细分领域一个个去条分缕析,看哪些是真正的短板 ,只有这样才能知道问题到底出在哪。

  魏少军补充说,在核高基专项的持续支持下,我国的芯片设计现在基本上实现与国际同行并跑;芯片种类相当完备,只是技术水平还没能达到美国水平,产品档次偏低。

  从设计技术上看,我国已经不输于任何其它国家,甚至在一些新领域,比如采用最先进的工艺进行设计走到了国际前沿。在特定应用领域已经摆脱了受制于人的被动局面。

  我国确实有差距有短板,制造是最大的短板,其中材料更是短板中的短板。 短板不仅涉及装备问题、材料问题,还有工艺端软件问题,像计算光刻软件等都是短板。短时间跟不上美国等发达国家水平,但是发展已经引起国际上很大的警觉。

  吴雄昂从国际视角、企业的角度出发,提出观点:

  全球经贸环境、尤其是中美经贸摩擦的背景下,全球半导体产业面临动荡和总体不确定性。

  中国半导体产业进入新的关键时期。在以应用市场为引导的设计领域(如:5G等)建立起一些领先优势,但其它方面短板依存。

  上游:设备、原材料方面,差距比较大。

  中游:设计方面通过Arm IP合作,在手机、消费、5G、服务器等领域局部赶上甚至小幅领先;EDA工具依旧短板。

  下游:制造方面短板明显,落后2-3代。

  整体能力尚处于发育期,技术突破在相当长一段时间内要依靠国际合作和人才突围,产业集群发展要靠龙头企业尤其是生态平台化企业带动。

  2

  疫情下危机前所未有

  体现在哪里?李毅中认为有三方面:

  其一,疫情重创、前所未有。

  集成电路产业有特殊性。产量逆势增长。1-2月8.5%,1-3月16%,1-4月20.6%,1-5月13.3%。

  集成电路主要用户产量大幅下降,延迟传导到集成电路产业。1-5月手机-16.5%、汽车-23.6%,微型计算机1-4月-6.5%。

  其二,市场变化莫测对半导体产业影响突出。

  内需外需萎缩。老订单推迟、撤销,新订单减少,欧美疫情创伤更重,半导体产业备受拖累。

  一些关键装备整机、零部件、元器件、关键材料需大量进口。外供短缺,甚至可能中断。一些高技术、外向型终端产业受疫情影响大,加剧了半导体产业的困难。

  其三,美国等加大了对我国经济的封锁打压。

  跳出这件事件,国务院发展研究中心国际技术经济研究所战略部副主任肖尧说,近年来,美国政府一直在退大群建小群,对中国的电子信息产业进行污名化,进行责任强加、成本强加,以新规则进行排除等等一系列措施。现在与多个主要经济体达成布拉格提案、日美欧数据贸易圈以及正在推动的经济繁荣联盟,D10民主搭档俱乐部等,都使我国电子信息产业面临严峻的外部挑战。

  可以预见,随着中美科技博弈的逐渐白热化,美国在电子信息产业领域将进一步构筑对华孤立为主压制的攻守同盟。

  无论疫情原因还是美国在全球的威胁论散布,很多国家对全球供应链的不信任加剧,将促使美国的生物医药尤其是电子信息产业的供应链上升到国家安全的高度,转变意味着疫情后若干行业的供应链由以前的成本效益考量转变为国家安全考量。即便提高成本也要保证供应链的弹性,以确保国家安全。

  3

  误区

  自主就等于可控,或者说,二者无法兼得?

  魏少军认为:

  自主可控和开放合作要形成有机统一,不要把两者对立起来。

  可控是我们最重要的目标,自主可控的重点放到可控上,自主是实现可控的一种手段。

  替代是救急,不应该成为产业发展的主旋律。如果把替代作为发展的主旋律,就会本末倒置,造成整个行业发展的混乱。而且,很多时候不是替代问题,而是我们的产业结构不合理或者没做好。一些部门提出卡脖子的清单,90%的东西都不是卡脖子,之所以列出来或者是由于对情况不了解,或者想借此机会搭车。

  第一,明确我们到底要什么,什么是需要替代的,什么是不需要替代的。需要替代的应该怎么去做替代,不需要替代的应该用什么样的路径去获得,这些路径是不一样的,不能把它混为一谈。有些东西我们要可控就行,并不需要自主,有些东西非自主不可,那就要看对整个产业链各环节的理解和把握。想做到百分之百全都自主来做,也做不到,也不可能,而且做到了恐怕也就走向了封闭,全封闭的结果就是落后。封闭就等于落后。

  第二,补短板的同时注重加长板,补短板是救急,但补上短板了之后呢?补短板是一种被动应对的方式,不应该作为我们的主线来发展。我们的主线应该是加长板、强长板,集中精力加长板。短板要补,但是加长板更重要。

  第三,更积极主动开放合作,但是要防止假合作。穿马甲式的合作要防止,关键看自身能力是否真正得到提升。

  第四,关键在于加大科技投入。美国的做法是,高额的研发投入、技术的领先使它的产品有竞争性,获得更大的市场份额,市场份额更大就有更高的毛利,反过来又刺激投入更多的研发,进入一个良性循环。我们在这方面没有。

  在目前企业研发投入不足的情况下,要特别注重国家科技研发投入的作用,国家在这时候绝对不能缺位,要扮演决定性角色。

  但是,国家科技计划在过去这些年与产业发展并不完全相适应。

  投入强度、投入规模还不够;且投入非常分散,持续性不好。

  比如,某国家科技计划一个项目有几千万元经费,但有十几家单位参与,每家单位平均几百万,在集成电路领域几百万元做不了什么事情,特别是不可能做什么重要的事情。

  向松祚深以为然,基于此,他试图从更宏观的视角来探究背后的原因:

  要做一个全面深刻系统的反思,当前科研体制、创新体制,究竟出了什么问题?我们究竟要做什么样的改变,要做什么样根本性的变革?

  4

  借鉴

  行业里有没有一些可供参考的例子?吴雄昂从Arm和安谋中国的角度进行了阐述。从Arm的角度,全球产业链、供应链的分叉正在发生。底层技术标准和生态系统可以共享,像半导体产业的上游企业Arm公司一样,将IP产品分享出去,让全球各类企业都可以用同一个技术标准生产不同产品。从应用、生态角度来看,中国对半导体元器件的需求量超过一千亿美元,完全可以在全球性的底层技术标准上,支持不一样的生态系统。既满足国内需求,还能对外输出。

  IP产品不仅仅是一个专利或知识产权, 它把发明、专利和技术蓝图跟源代码和使用的服务等等结合起来,是一个可以快速交付的产品。不管三星还是华为,它拿到ARM的CPU IP以后,就可以快速投入生产。

  半导体这个行业,全球IP产业每年的规模大概50亿美元左右,但是支撑了2700亿美元的设计产业,它的杠杆作用非常大,平均一个芯片里面大家为知识产权付出的成本大概5%左右,有20倍到30倍甚至更多的杠杆。

  IP这种产业模式非常独特,第一前瞻性高,一旦投入以后必须对今后几代产品或者整个走向有一个长期规划。今天做一个CPU IP,真正产生可观收入的时候可能是第七第八年。同时,团队必须非常专业,支撑七年到十年,已经超过所有一般传统的所谓风险基金愿意做的事情。更重要的是围绕IP做生态投入,一旦生态建立了,就具有了难以撼动的产业优势,可以持续高速发展。

  Arm是一个很好的例子,作为一个英国公司,在英国本土的营收几乎可以忽略不计。但Arm通过提供IP产品掌控了产业标准,英国因此得到行业话语权。Arm的核心优势是生态,生态很好理解,使用的量越大、使用频次越高,生态越丰富、越难被替代。很多日本欧洲公司在各行各业也采取模式,通过一些共同的技术平台、技术分享来打造全球生态体系。在这里面掌握核心市场、核心标准就有了话语权,又造就了全球合作的模式。

  安谋中国的前身是Arm在中国的子公司。在2012年之前,更多是引入国外的IP产品,帮助国内芯片公司快速做出来芯片。随着2012年之后移动市场的繁荣,经过两三代产品以后,合作伙伴开始有能力创新,甚至在某些领域赶上国际领先水准或者突破。比如华为鲲鹏芯片,就是已经基于IP甚至核心架构开始能做全球一流的产品,并开始建设自己的生态。

  中国市场对IP的需求非常大,因此2018年做了安谋中国合资公司,开始做本土自己的IP产品。将中国区业务包括技术分叉、平行发展的能力分拆出来,通过双方交叉授权的形式,建立相对分叉的生态。目前搭建了非常资深的团队,在包括人工智能、CPU等方面,也取得不少突破跟成效,几个产品都量产了。

  基于生态建设对于Arm业务的重要性,作为公司核心战略组成,安谋中国也与国内外多家资本、产业合作伙伴和地方政府建立了广泛的合作,在有限的条件下推动了包括芯片设计平台、创业加速器等多个生态业务的落地,支持超过上百家新兴芯片、人工智能创业公司的孵化加速。积极拉动了产业孵化的集群效应,也令安谋中国能更好的应对新阶段的IP+生态的市场需求。

  5

  出路

  基于疫后振兴发展集成电路产业的几点思考,李毅中试图寻找发展路径:

  其一,更要发挥我国半导体市场广阔、需求潜力大的优势。

  2019年全球半导体产业销售额下降12.1%,我国大陆增长15.8%。集成电路消费量占全球一半以上。

  我国手机、汽车、家电、计算机、工业机器人等产量居全球之首,对集成电路需求潜力大。

  其二,聚焦关键技术,坚定本土芯片实现进口替代。

  第一批重大科技专项(2006-2020)16项中前三项“核高基”、超大规模集成电路、新一代无线通信已取得重大突破。

  重要经验是发挥举国优势集中攻关,产学研用相结合,产业链上下游联动。

  鼓励半导体企业增加研发投入,鼓励整机企业采用国产芯片,终端应用带动芯片的研发研制,提升自主可控。

  其三,加大投资、合理布局,加快半导体产业发展。

  要完善顶层设计,实行并完善优惠政策,发挥“基金” 带动作用,规划好“十四五” 项目。

  着力解决卡脖子关键点,提升芯片特别是半导体设备材料制造能力,增强产业链竞争力和稳定性。

  其四,冷静应对部分外资撤离和封锁断供。

  一些外资撤离、“回归本土”,可能给我国带来风险。

  撤资回归的国家存在难题,基础设施、配套产业以及技术力量等存在缺陷。撤资和断供将丢掉在中国市场获得的丰厚利益。

  抓紧时间窗口,既要补短板、强弱项,又要筑长板、扬强项,增强反制能力。多渠道替代,多方式合作,减少断供带来的损失。

  如何认识处理自主和可控之间的关系?

  武汉光电国家研究中心甘棕松及其团队,曾用二束激光在自研的光刻胶上突破了光束衍射极限的限制,采用远场光学的办法,光刻出最小9纳米线宽的线段,实现了从超分辨成像到超衍射极限光刻制造的重大创新,将来有望应用于集成电路制造。

  他以光刻机为例,表示:

  目前国际上最先进的芯片智能光刻机达到7nm甚至以下,研制难度和造价非常高,1亿欧元都买不到。第五代光刻机,是美国、德国多个发达国家共同贡献技术的产品,世界上尚且没有一个国家单独能够造出来。

  我国重大科技专项在做第五代光刻机,预期目标到2030年造出国产光刻机。

  距2030年还有十年,我们该如何发力,如何做到自主并可控?

  国务院发展研究中心国际技术经济研究所副所长曲双石认为:

  自主就是解决知识产权问题,最主要的问题避免自己受制于人,对于没有自主知识产权的产品,就算有钱也买不到;

  可控就是要解决安全问题,光有自主还不能确保安全,通过使用开源的没有版权限制的技术获取的自主技术和产品,但是对于可能存在的漏洞和风险没有办法预知排查修复,产生自主却不可控的情况,在重要的应用领域还是会带来巨大的风险。

  自主可控的目的是底线思维,保障基本民生,保护国家安全,解决有没有的问题,没有必要求全,突出重点。

  其一,完全自主研发显然符合自主可控的要求,这时候就要考虑成本的问题。

  芯片的操作系统是电子信息产业的基础,没有巨额的资金支持很难达到可用好用的效果,恐怕举全国之力才能实现,最终还要回归市场的支持,靠庞大的生态体系支撑。科技发展是方方面面的问题,包括材料、加工工艺、工程设备等,各个行业都创新发展才能形成产业基础。

  其二,完全引进与自主可控的目标背离,等于把自己的脖子送到别人手里。

  其三,引进消化再吸收,通过引进技术达到快速应用,应用过程中不断检验技术及产品的能力,再进行改造、创造。

  这种方式有强大的生命力,实践中存在一些问题。比如有的企业由于生存压力或者急功近利为了赚快钱,对引进的技术理解不深,消化不良,没有实现真正的自主可控。

  目前最现实的是两条腿走路,一条引进,一条引进消化吸收。

  发展系统性技术,不要在乎一城一地的得失,通过提高综合性能保持尖端产品的能力同步。在任何系统中对总体性能的要求都是有范围的,只要在范围中找到对应的解决方案,不一定在单点技术上追求极致。

  避免撒芝麻盐式支持,资金规模都是固定的,支持范围过大,企业获得的支持杯水车薪,市场很难适应对不同技术产品的不断试错,建立起甄别筛选体系,建立从应用、研发、推广分阶段的支持体系,让真正有能力有毅力的企业在不断的市场检验和政策下持续发展,不断积累势能,才能在关键时刻爆发出实力。

  加强工具软件技术的发展,除了芯片还关注辅助设计、辅助制造、仿真工具软件的发展。工具软件涉及理论层面的技术,针对基础技术和工程技术以及工具技术共享机制。

  吴雄昂认为:

  既然大家认为整个产业链的分叉不可避免,也知道核心技术的标准性和共通性。还是要基于核心领域集中资源做短板突破。可以考虑把全球化的IP研发和服务能力放到一个共享平台上,不仅仅是专利,而是真正可用技术的整合、可用技术的商业化、共享化 ,一方面确保继续引入全球的技术资源,另一方面是加大本土的研发投入。同时,考虑更好的利用中国市场优势,比如围绕产业链生态化做投资孵化,快速拉动核心技术的发展。这样对国内的半导体产业应该能起到好的杠杆作用。这个模式借鉴了Arm原来的生态模式,但是又更进一步的推动国内产业真正掌握核心技术,再围绕这个技术标准建立自己的独立生态。

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