美智庫報告：中國芯片創新緩慢，想突圍有點難

原標題：美智庫報告：中國芯片創新緩慢，想突圍有點難

日前，美國兩(liang) 大智庫之一的 CSIS（戰略與(yu) 國際研究中心）發表題為(wei) “Learning the Superior Techniques of the Barbarians：China’s Pursuit of Semiconductor Independence”的報告，從(cong) 美國角度論述了他們(men) 對中國發展半導體(ti) 的看法。

撰寫(xie) 該報告的作者 James Andrew Lewis 是 CSIS 的高級副總裁。在加入 CSIS 之前，他曾在美國國務院和商務部擔任外交事務官員和高級行政人員。

報告認為(wei) ：

• 中國在半導體(ti) 方麵投入了巨資，這些投入正在取得成果，但目前仍然依賴西方技術。

• 中國是一個(ge) 技術淨進口國，芯片和技術進口仍將是未來許多年的常態。

• 中國創新增長的趨勢麵臨(lin) 風險。

雖然中國在科學和技術上進行了巨大的投資，並且這些投入正在取得成果，但它仍然依賴於(yu) 西方技術。

半導體(ti) 領域尤其如此。幾十年來，中國對外國半導體(ti) 的依賴令國家層麵感到擔憂。中國打算結束這種依賴，重塑全球半導體(ti) 市場，使其企業(ye) 處於(yu) 領先地位。

但盡管進行了 40 年的投資，中國無法製造出先進的半導體(ti) 。在此過程中，出現了代價(jia) 高昂的失敗。

自 1979 年以來，中國利用國家在基礎設施、教育和研究方麵的巨額投資，以及技術收購和支持性商業(ye) 政策，實現了令人難以置信的經濟增長。西方企業(ye) 樂(le) 於(yu) 進入中國市場，對許多企業(ye) 來說，中國市場已經變得至關(guan) 重要。

中國是一個(ge) 技術淨進口國

中國仍然是一個(ge) 技術淨進口國。中國希望 “向價(jia) 值鏈上遊” 轉移，從(cong) 將進口零部件組裝成最終產(chan) 品，轉換到在中國國內(nei) 創造先進技術，但芯片和技術進口仍將是未來許多年的常態。

如今，中國使用的半導體(ti) 隻有16% 是在國內(nei) 生產(chan) 的，其中隻有一半是由中國企業(ye) 生產(chan) 的。中國依賴外國供應商提供先進的芯片。中國的目標是到 2020 年生產(chan) 40% 的半導體(ti) ，到 2025 年生產(chan) 70%。

中國半導體(ti) 計劃在五年內(nei) 的總投資為(wei) 1180 億(yi) 美元，其中 600 億(yi) 美元來自省級和市級政府。相比之下，領先的西方公司每年在研發方麵的投入是數十億(yi) 美元。英特爾的研發投入超過 130 億(yi) 美元，三星和高通各投入超過 30 億(yi) 美元。而中國的華為(wei) 和中興(xing) 分別投入約 150 億(yi) 美元和 19 億(yi) 美元。

將半導體(ti) 視為(wei) 基礎技術

中國將半導體(ti) 視為(wei) 一個(ge) 關(guan) 鍵的戰略產(chan) 業(ye) 。半導體(ti) 是數字經濟的支柱。不管是消費者應用還是工業(ye) 應用，都依賴半導體(ti) 。

半導體(ti) 的生產(chan) 是建立在一個(ge) 複雜的全球供應鏈的基礎上的，這個(ge) 供應鏈既包括大公司，也包括許多小公司。

這個(ge) 行業(ye) 本身已經有 60 年的曆史，源於(yu) 美國實驗室的發現，他們(men) 發現蝕刻在矽晶片上的銅線可以取代笨重的晶體(ti) 管(就像晶體(ti) 管曾經取代體(ti) 積更大的真空管)。該行業(ye) 的趨勢是在單個(ge) 芯片上塞進更多的線路，為(wei) 特定的功能 (如遊戲或人工智能) 專(zhuan) 門設計芯片，並擴大芯片可以執行的操作的數量和速度。

半導體(ti) 生產(chan) 處於(yu) 物理科學和材料科學的前沿，因為(wei) 芯片製造商將更多的計算能力、內(nei) 存或功能集成到單個(ge) 芯片上。許多人都熟悉 “摩爾定律”。摩爾定律準確地預言了半導體(ti) 處理器的發展速度 (或者說整體(ti) 處理能力) 將會(hui) 每兩(liang) 年翻一番。幾年來一直有猜測說，我們(men) 正在接近摩爾定律的終點。一些人預計，該行業(ye) 將更多計算能力集成到單個(ge) 芯片上的能力將會(hui) 放緩，甚至終結。

上表描述了半導體(ti) 生產(chan) 的步驟。製造一個(ge) 半導體(ti) 需要 400 多個(ge) 步驟，超過 2 個(ge) 月的時間。製造過程可分為(wei) 6 個(ge) 階段：研究、設計、晶圓生產(chan) 、加工、封裝、測試。

無論我們(men) 最終是否達到目標，每一代新的芯片都會(hui) 帶來更困難的技術生產(chan) 挑戰，和更高的成本。半導體(ti) 行業(ye) 在研發上的大量投資使得它的快速升級能夠一直持續到現在。摩爾定律的終結增加了私營部門研發的重要性 (半導體(ti) 是美國領先的研發投入行業(ye) 之一，大型公司通常每年花費數十億(yi) 美元) 以及政府對物理科學和材料科學基礎研究的投資，這有助於(yu) 推動芯片性能的改善。

半導體(ti) 行業(ye) 又一輪大規模投資

研發在保持半導體(ti) 行業(ye) 競爭(zheng) 力方麵發揮著至關(guan) 重要的作用，考慮到中國在科學、技術、工程和數學 (STEM) 領域長達數十年的投資，這是中國最終可能獲得優(you) 勢的領域之一。

但目前，沒有中國內(nei) 地公司在半導體(ti) 研發支出 Top 10 列表中，盡管有兩(liang) 家中國台灣公司入榜。四家美國公司的研發支出占整個(ge) 行業(ye) 研發支出的 57%(英特爾自己的研發支出就超過了整個(ge) 行業(ye) 研發支出的三分之一)。

全球研發支出top 10芯片企業(ye)

中國私營部門研發獲得政府的支持是一個(ge) 潛在的優(you) 勢，但是美國也有類似的項目，如美國國防部高級研究計劃局 (DARPA) 的一項多年投入 15 億(yi) 美元的計劃 (被稱為(wei) 電子複興(xing) 計劃)，以及其他旨在開發新技術、徹底改變芯片生產(chan) 和性能的項目。關(guan) 鍵的區別在於(yu) DARPA 資助的是研究，而不是公司。

2014 年，中國製定了到 2030 年成為(wei) 半導體(ti) 行業(ye) 各領域全球領導者的目標。但芯片並不是一個(ge) 容易進入的市場，這阻礙了中國此前的努力。早在幾十年前，中國就已投入數十億(yi) 美元打造國內(nei) 半導體(ti) 產(chan) 業(ye) ，但收效甚微。中國企業(ye) 麵臨(lin) 的主要困難不是獲得設備，而是缺乏經驗和 “技術訣竅”。這在今天仍然是很大的問題。中國對本土產(chan) 業(ye) 的追求也與(yu) 全球一體(ti) 化供應鏈的趨勢背道而馳，後者在生產(chan) 和創新方麵是效率最高的。在全球一體(ti) 化的創新體(ti) 係中，本土產(chan) 業(ye) 即使得到資金補貼的支持，仍將是第二位。

盡管西方國家對技術轉讓有所限製，但中國仍可以通過各種方式獲得半導體(ti) 獨立。首先是通過借鑒中國台灣的技術。其次，中國可以利用 “無晶圓廠” 的半導體(ti) 生產(chan) ，即由中國企業(ye) 設計芯片，但製造流程由台積電 (TSMC) 等專(zhuan) 業(ye) 公司負責。最後，中國可以再次嚐試建立一個(ge) 國家資助的本土產(chan) 業(ye) 。中國企業(ye) 更喜歡無晶圓廠芯片生產(chan) ，而政府青睞的建設國內(nei) 半導體(ti) 製造工廠 (晶圓廠) 的解決(jue) 方案既昂貴又有風險。

中國創新麵臨(lin) 風險

關(guan) 於(yu) 中國能否成為(wei) 創新大國的長期爭(zheng) 論似乎已經結束，但有兩(liang) 點需要注意。首先，成功的中國創新仍然受到國家相對技術落後的限製。第二，伴隨著更大的國家經濟導向，中國創新增長的趨勢有可能放緩或逆轉。

中美兩(liang) 國在治理、投資和研究競爭(zheng) 中各有優(you) 勢和劣勢。研究和創新的跨國性質使任何國家爭(zheng) 奪技術領導地位的競爭(zheng) 複雜化了，並將產(chan) 生兩(liang) 國都難以控製的力量。以全球為(wei) 導向的美國工業(ye) 可能比以國家為(wei) 中心的中國有優(you) 勢。

政府的支持意味著中國企業(ye) 即使在無利可圖的情況下也可以繼續經營，這將對中國經濟和其他國家的經濟造成損害。中國政府補貼的擴張將擠壓其他國家的半導體(ti) 企業(ye) ，縮減它們(men) 的收入和數量，降低半導體(ti) 生產(chan) 商投資研發的能力。中國投資的總體(ti) 影響將是削弱全球產(chan) 業(ye) ，減緩半導體(ti) 創新的步伐。

美國如何回應 ?

半導體(ti) 是數字經濟的支柱。報告認為(wei) ，要應對中國在半導體(ti) 領域的努力，沒有簡單的解決(jue) 方案。半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 與(yu) 國家安全息息相關(guan) ，美國可以通過加大對基礎科學和政府研究的投資保障其技術實力。

關(guan) 於(yu) 作者：

James Andrew Lewis 是 CSIS 的高級副總裁。在加入 CSIS 之前，他曾在美國國務院和商務部擔任外交事務官員和高級行政人員。

本文轉自新智元