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造“芯”之路 (04)機遇:如何突破封鎖?

來源:Me工程師


前言

通過前面文章的介紹,我們對芯片產業的現狀有了三點基本的認知:首先,這個高精尖的行業需要非常深厚的技術積累,尤其是最先進、最高端的芯片,我們目前還沒有辦法搞定;再者,從芯片的各種應用,到設計、加工和封測,再到生產設備和原材料,越往整個產業鏈的上游走,我們與美國的差距就越大,就越是受制于人;最后,當我們在制造業上逼近甚至超過主導大國,而且經濟總量也達到其60%的時候,兩國就必然進入激烈競爭階段。想找借口找理由很容易,即使沒有理由和借口,也照樣打擊你。首當其沖的就是高科技領域,比如芯片、新材料、生物制藥等等。

那么,面對美國的先發優勢和全面打壓,中國還能不能扛得住?還有沒有機會追上,甚至反超?如果能,我們現在應該怎么做?接下來,我們就突破封鎖的底氣、關鍵和戰略三個方面進行討論。

底氣

中國芯片卡脖子的問題,能解決嗎?《未來站在中國這一邊》一書中,寧南山老師斷言:肯定可以解決,沒有懸念。為什么這么說呢?因為只要一個國家同時具備兩樣東西,一個是最大供應鏈,一個是最大市場,那它就可以主導這個產業。這是一條被反復驗證過的規律。中國的高速列車、智能手機、顯示面板等產業都已經完整地走了一遍這個過程。而新能源汽車正在經歷這個過程,芯片產業也是如此。

據統計,在芯片設計這個環節,我們和世界第1位的差距是3.5倍;而芯片加工制造這個環節,我們和世界第1位的差距是10倍;到了芯片生產設備這個環節,我們和世界第1位的差距是63倍。這說明得益于我國這個全球最大市場的存在,我們芯片產業鏈的下游會首先強大起來。只有下游國產需求方真正強大了,把系統設計和品牌做好了,才能帶動上游發展,促使上游的零部件快速國產化。

所以中國的產業升級路線圖是非常清晰的,那就是先掌握系統設計和品牌,再逐步向上游擴展,而這個是需要時間的。況且,掌握了品牌和系統市場份額的公司還可以形成“內部循環”的態勢。以格力空調為例,占據全球30%的市場份額之后,格力公司開始自己搞機器人和智能裝備。顯然,這會使得全球空調30%的生產線自動成為格力機器人的市場,這些機器人需要的各種芯片和軟件,會優先考慮從中國企業采購,帶動國產零部件的發展。同樣,美的公司旗下的庫卡機器人,也是一個道理。


圖 1 ?格力機器人在生產車間工作


中國的產業發展呈現出了全球獨一無二的全面性,這是中國14億人口體量的超大規模決定的。就拿大型民航客機為例,世界上能夠支撐起這個產業而且具備競爭力的就三個——美國、歐洲和中國。這三者都是GDP總量超過10萬億美元,且人口規模都在3億人以上。其他國家呢?比如俄羅斯,雖然有技術,但是沒有財力建立龐大的零部件產業鏈,更缺少內部的市場需求。日本也是一樣,而且在技術能力上還差了一截。

要知道,中國的C919剛剛首飛,就接到了570架訂單,這是多么龐大的國內市場!從C919首飛到商用,最后到盈利估計還要5年、10年,但主導研制的中國商用飛機有限責任公司從2008年成立至今,投入何止千億。僅僅上萬員工的工資、住宿、伙食支出就高達每年10億元以上。此外,中國商飛的200多家國內企業供應商,也都在投入大量人力物力搞研發,甚至承受常年虧損。沒人擔心收不回成本么?根本不會。因為大家都知道,國內市場足夠大,花出去的錢一定能賺回來!


圖 2 ?C919的國產零部件供應商(部分)


和大型民航客機一樣,我們憑借著中國的超大規模性,還有超強的組織能力,把芯片的市場和供應鏈像拔河一樣拔到了我們這邊來。恩格斯說過:“社會一旦有技術上的需要,則這種需要會比十所大學更能把科學推向前進。” 同理,只要我們能保持最大市場和最大供應鏈的地位,上至國家機構下至各個公司,就敢于投入海量的資本和人力,中國的芯片產業就一定能迎來大爆發。

關鍵

突破封鎖的關鍵是創新,不僅要堅持投入大量的資金和精力支持創新,還要想方設法培養各個層次的人才支撐創新!

荷蘭的ASML(中文名為阿斯麥)之所以能在光刻機領域稱霸,就是因為關鍵時刻的技術創新。ASML成立于1984年,不但進入光刻機市場的時間要晚于日本的尼康(成立于1917年,并于1980年發布了第一臺半導體光刻機)和佳能(成立于1937年,并于1970年推出了日本第一臺半導體光刻機),而且公司成立之初只有31名員工,面臨著資金鏈斷裂的困境。

但在2004年,ASML與臺積電合作實現了193納米的浸沒式光刻機,可以從65納米一直延續到10納米技術節點,徹底打敗了走傳統技術路線(“干式”微影技術)的尼康與佳能兩大巨頭,這是芯片行業的一個重要轉折。到了10納米以下階段,浸沒式光刻也越來越吃力了,ASML又在美國技術的支持下開發出EUV(Extreme Ultra-violet,極紫外)光刻機,這里面涉及好幾項最尖端的技術,確保了ASML在7納米及以下工藝節點的壟斷地位。



圖 3? ASML的EUV光刻機(示意圖)


從ASML的崛起過程中,不難發現搞研發越來越依賴兩個輸入量——大規模的資本投入和大規模的團隊協作。所以,想要在芯片產業里進行創新突破,還要擁有更多的高科技人才。據統計,2020年我國需要70多萬芯片領域人才,但實際只有40來萬,缺口高達30萬。預計到2030年這個缺口會增長到50萬人。于是,國務院學位委員會會議于2020年7月投票通過,將集成電路專業提升為一級學科,從體制機制方面解決了人才培養中的問題。

我們也希望能通過“Me工程師”以及同類公眾號的廣泛科普,讓更多的人了解芯片產業,對芯片技術感興趣,愿意投身到這個領域來。我國需要各個層次的人才,既需要有踏實肯干的技術人才,也需要有高瞻遠矚的領軍人才。有了這些技術力量支撐,再結合中國不斷提高的綜合國力,我們一定可以在芯片產業中不斷創新、突破封鎖。

戰略

在高科技產業的發展和競爭中,往往是戰略性和市場性并存。一些專業技術問題,可以交給市場競爭,以需求激發創新;而進入壁壘問題,則需要戰略眼光,得從制度設計上想辦法。

當年我們通過購買芯片,著重于系統設計和應用領域,快速進入到了信息時代。正是因為行動果敢,我國不僅趕上了互聯網時代的尾巴,而且全程參與甚至是領跑了移動互聯網時代,其實這也是讓我們成為該產業最大供應鏈和最大市場的一個關鍵舉措。于是,“造不如買”、“以市場換技術”、“發揮比較優勢”的呼聲一度高漲。

但大國競爭的現實就是如此殘酷,為了捍衛自己的霸權地位,美國這幾年對中國進行了全面打壓,將技術和非技術手段用到極致。今天這個環境下,我們就要明確芯片產業的戰略性相比市場性應該處于更重要的地位。

計算機科學家、硅谷風險投資人吳軍老師在《得到》的前沿科技課中講過,中國在4G通信的基礎設施上投入了龐大的人力物力,直到今天還沒有完全收回成本。跟美國、日本的通訊公司相比,我們的幾家移動網絡運營商從4G上幾乎就是沒賺到錢。

可是換個視角,我們在4G的基礎上構建了一個什么樣的生態呢?微信、支付寶、拼多多、美團、抖音等應用帶動了移動互聯網這個巨大的市場,今天全國人民都在享受移動互聯網基礎設施帶來的紅利。反觀美國、日本等西方發達國家,人們還在普遍使用2G和3G網絡,依賴電話和短信交流,使用現金和信用卡支付……

光看單一市場、只算局部經濟賬,4G肯定是虧了,5G也會虧下去。但這不是咱們運營的不好,而是體現了對移動互聯網戰略性的重視。從整個國家的發展進步來看,對我們在智能時代的開拓、布局來說,反而是一個特別劃算的買賣。

圖 4? 移動互聯網的各種應用


早在幾年前,我們已經成立了國家集成電路產業投資基金,現在已經到了第2期。還有各地相應的產業基金,雖然也考慮一定的投資收益,但更多的還是著眼于培植這個產業,幫助國內企業提升核心競爭力、引進先進技術和高層次人才。

2020年8月4日,國務院又出臺了對集成電路產業的免稅政策,在關鍵時刻進一步推動產業的發展。在如此高強度的戰略性支持下,相信我們的芯片技術一定能突破封鎖、力爭趕超。

結論

總結一下本文的內容:首先我們要知道,在芯片產業中擁有全球最大的市場和最大的供應鏈是我們能夠突破封鎖的底氣;然后我們要清楚,培養各個層次的人才和持續不斷的自主創新才是我們突破封鎖的關鍵;最后我們還要明白,在大國競爭的背景下,產業發展不能只算經濟賬,還得具備長遠的戰略眼光!

下一篇文章,咱們就把眼光放得更長遠一些,一起看看芯片的未來會是什么樣子的?有哪些前沿技術和重要發展趨勢值得我們關注?


原文鏈接:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg5MzM1NjY2Mg==&mid=2247484917&idx=1&sn=39454eee6e28bc85d0479b859beb5f56&chksm=c0315aecf746d3fa1ec496e5d58c60d9cefbe0f8b15f67de5f9c65aa20d4b57320c7598311e5&scene=21#wechat_redirect

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