【摘要】從集成電路誕生之日起，美國依靠在半導體芯片產業的科技主導地位、強大的金融力量主導了全球主要芯片產業鏈企業的決策。我國芯片國產化的需求非常緊迫，國產代替之路困難重重。對此，應提高芯片產業戰略地位，加大對芯片產業的扶持力度；加大培養芯片產業人才，加大對“產、學、研、用”整體支持；繼續保持對外開放合作，對內專業務實的芯片產業發展方略；建立獨立可控安全的國產芯片產業鏈和供應鏈體系。
【關鍵詞】芯片產業 芯片霸權 破局 【中圖分類號】F416.63 【文獻標識碼】A
芯片作為當代科學技術發展的結晶，在軍事、民用等各大領域發揮著不可替代的作用。同時，芯片在推動一個國家提高經濟發展質量、提高商品附加值等方面，也扮演著更加關鍵的角色。芯片產業已經成為全球經濟發展的不可或缺的重要支柱之一。一個國家或地區如果能夠在芯片領域占據一席之地，就可以深入融合到世界經濟發展的浪潮之中，獲得經濟發展的紅利。世界上的大部分發達國家都開始構思并明確自己在世界芯片產業鏈條上擔當的角色與所處的地位，并逐步把芯片半導體行業上升為世界各國的重要研究領域和發展方向。
美國芯片霸權的確立
自20世紀60年代起，美國政府意識到芯片工業發展將會對全球格局產生重大影響，并制定了以集中指導、協議采購、廉價融資為方略的多項半導體科技發展激勵政策與產業貿易措施，滿足了美國軍方對高新電子器件的需求，同時打下了其芯片產業的基礎。從20世紀80年代開始，為了打壓日本半導體公司，美國政府一方面從技術上轉變為無晶圓模式，選擇依托分布在全球各地的盟友體系，以國際協作構建0.5導體全球產業鏈，將半導體中資產最輕、利潤最高的半導體設計，以及同樣是輕資產且能夠控制整個行業的半導體制造軟件信息平臺（EDA）等無晶圓環節作為核心技術留在美國本土，而將制造設備、基礎材料和加工生產等有晶圓的環節外包至西歐、東亞等國家和地區。美國半導體協會（SIA）《2022年市場報告》顯示，美國芯片制造基地雖主要在本土，但本土制造能力在不斷縮小。一直以來，“本土設計+海外代工”的模式為美國半導體企業節省了巨大的生產成本并獲取了芯片行業的最高利潤，最終使美國掌握了半導體芯片產業的主導權，并主導了持續至今的世界半導體產業鏈格局；另一方面，在20世紀80年代，由于日本試圖奪取世界先進半導體材料與電子器件的研制和發展主導地位，嚴重威脅了美國的半導體霸主地位。美國以所謂“國家安全的名義”，用《美日半導體協議》打擊日本半導體產業，開創了用霸權干預半導體產業發展的先河。拜登政府上任后，制定了《美國創新與競爭法案》，在通過該法統共募集的495億美元中，390億美元作為對半導體加工生產和研究的鼓勵措施，重點針對的是半導體加工先進制程工藝的基礎研究，這一舉措鞏固了美國在芯片產業的優勢地位。近年來，美國依靠在半導體芯片產業的科技霸主地位、強大的金融力量和《出口控制法》《出口管理條例》（EAR）等法規，幾乎能影響全球主要芯片產業鏈企業的決策，美國在芯片領域的絕對霸權更為牢固。
無論是1949年美國主導成立的“輸出管制統籌委員會”，還是1996年美國主導的《瓦森納協定》安排機制，都將電子器件等列入管控范圍，嚴格限制該協議成員國對包括我國在內的其他國家售賣高端集成電路產品和轉移相關先進技術，使得我國集成電路產業遠遠落后于國際先進水平。2017年12月，特朗普當局在提交《國家經濟戰略》時就已明確，美國政府應該捍衛安全科技創新基地消除潛在競爭，從而提高本國在科研與產業發展領域的世界領先地位。Google集團前任首席執行官、美國國防部前技術顧問埃里克施密特（Eric Schmidt）認為，下一代芯片技術將對美國政府至關重要，既可能以此影響全球技術發展趨勢，也能提高該國科技的整體發展速度，并與美方國家安全政策密切相關。美國國家人工智能安全理事會（NSCAI）主張，要使中國的半導體整體技術落后于歐美兩代，同時提議國會控制中方購買生產超級計算芯片所需技術設備，對中國半導體芯片生產技術收緊瓶頸并控制供應。此外，美國2021年頒布《無盡前沿法令》第203條進一步寫入了嚴禁聯邦科學研究組織的任何組織成員加入國際政府機構人員招收項目的霸王規定，致使在美國大學和科研院所中任職的中國科研人員因此蒙冤，接受無休止的調查。這些措施既彰顯了美國在芯片產業不可撼動的霸權地位，也展現了其維持芯片霸權地位不擇手段地對其他國家進行極端施壓的瘋狂做法。
我國芯片產業面臨的困局
首先，我國芯片對外依存度依然很高。針對核心技術被卡脖子的困難，我國政府以及各大芯片企業都加大了科研投資力度，但由于我國集成化電路行業的起步相對較晚，自研自產率也相對較低，因此短期將持續依靠大量進口芯片及產品，難以實現技術自給。據中華人民共和國海關總署統計：2021年1—12月，我國集成電路進口數量達到6355億個，同比增長16.9%；金額為27934.8億元人民幣，同比增長15.4%。2021年1—12月，我國二極管及類似半導體器件進口7497億個，同比增長38%；金額為1918億元人民幣，同比增長18.2%。雖然從美國直接進口的集成電路產品不多，但美國有能力限制其他國家和地區對我國出口集成電路產品。此外，集成電路進出口銷售額相差懸殊，無疑凸顯了我國對進口集成電路的高度依賴。而且，在新冠肺炎疫情等不可抗拒因素導致全球部分芯片廠停產或削減產能和疫情拉動的消費電子、云計算、區塊鏈需求，以及在全球部分國家產業政策推動的產品放量共同作用下，新一輪半導體需求周期已經開啟。然而，從2020年下半年開始，由于工廠停工導致的“缺芯”，從汽車行業逐漸擴散至手機、個人電腦等消費電子產品領域，芯片生產能力不足將從上游晶圓生產開始逐漸傳遞至下游制造環節，芯片的供需錯配進一步加劇，芯片生產備貨期大大拉長，產品價格不斷攀升。盡管全球關于芯片產業的總投資仍在不斷提高，不過考慮到半導體產能釋放周期長，以及預計芯片供需失衡、芯片結構性短缺的困局仍將持續很長時間。高盛集團研究報告顯示，目前全球超過169個行業不同程度地遭受了芯片供應不足的負面影響。同時，我國集成電路各個環節的產品自主程度低，替代能力弱，尤其是FPGA、GPU、軟件工具等完全依賴美國，只有封裝和制造環節在最近幾年擺脫了對美的依賴。從2018年開始，我國逐漸認清了美國為遏制我國芯片產業的發展采取的諸多野蠻行徑，例如，在產業鏈上游直接限制我國企業，將需要制裁的企業列入“實體清單”，等等。對我國芯片產業的企業而言，無論該企業處于產業鏈的哪個位置，是否擁有替代產品，產業鏈中美國控制供應廠商突然中斷產品供給或技術服務，都會給我國芯片產業鏈帶來極大沖擊和巨大損害。
其次，芯片產業人才缺口大、芯片產業人才隊伍難成體系是當前芯片發展中遇到的主要困難。由于半導體屬于高新技術行業，除了高端生產裝置的制約，實現半導體技術自主可控需要成體系的人才隊伍培養建設。前些年，國內廠商高度依賴進口芯片，并未注重人才培訓體系建設。但由于我國集成電路發展步入了快車道，人才培養質量和科技發展進度之間不匹配的問題日益凸顯，我國同時面臨“缺芯”和“缺人”的兩大困境。根據《中國集成電路產業人才白皮書（2019—2020年）》，到2022年我國芯片專業人才仍會有近25萬的缺口。為解決人才短缺的問題和加快人才培養速度，國家批準集成電路科學與工程正式成為一級學科，全國新增備案“集成電路設計與集成系統”本科專業高校10多所，清華大學、北京大學等高校接連成立集成電路學院。值得注意的是，支撐我國集成電路產業高速發展的國家創新型人才培養體系和成長環境正在建立，但芯片產業的人才培養周期較長，從專業設置、學院設立、平臺搭建到人才供給都需要一個漫長的漸進過程，以目前的人才積累速度來看，并不能很好地適應科技快速迭代的需求。
最后，美國技術封鎖不斷升級，我國被技術封鎖的企業數量不斷增加，使得“卡脖子”現象貫穿芯片產業鏈全過程。2018年，美國首先集中力量封鎖集成電路產品及技術：在對華累計5500億（美元）的關稅清單中，對半導體及其下游通信設備、計算機和其他電子設備直接征稅260億（美元），嚴重阻礙了我國芯片產業的發展。同時，美國出臺了一份針對包括2項半導體關鍵技術和相關產品的出口管制目錄，將我國一些企業納入“實體清單”，嚴格實行高端芯片產品出口管制，壓縮對我國尖端芯片技術和產品供給，從源頭上限制我國芯片技術發展；美國外資投資委員會（CFIUS）對我國企業并購美方芯片企業的投資審查也將變得愈發頻繁，并制定企業投資規定，禁止中國持股比例在25%以上的企業并購涉及“重大工業技術”的美方企業，以防止技術轉讓。總體而言，美國政府所采取的提高關稅、擴大出口管制清單、企業持股比例控制、研發交流與科技合作管制等打壓手段，既會對我國半導體產業發展造成一系列無法預測、難以管控的風險，也會對我國實現科技自主可控產生巨大的負面影響。
我國芯片產業應對辦法
第一，提高芯片產業戰略地位，加大對芯片產業的全方位扶持力度。習近平總書記強調，我國基礎科學研究短板依然突出，企業對基礎研究重視不夠，重大原創性成果缺乏，底層基礎技術、基礎工藝能力不足，高端芯片等瓶頸仍然突出，關鍵核心技術受制于人的局面沒有得到根本性改變。2014年6月，國務院出臺《國家集成電路產業發展推進綱要》，明確提出到2030年，集成電路產業鏈主要環節達到國際先進水平，一批集成電路企業進入國際第一梯隊，實現集成電路產業跨越式發展。同年10月，工業和信息化部宣布國家集成電路產業投資基金正式成立，該基金將重點投入到集成電路芯片制造業，兼顧芯片設計、封裝測試、設備和材料等產業，實施市場化運作、專業化管理，目前該基金已經孵化了大量企業。黨的十九屆五中全會提出，堅持創新在我國現代化建設全局中的核心地位，把科技自立自強作為國家發展的戰略支撐。其中，芯片為科技發展中的重中之重，國家需進一步提高芯片產業的戰略地位，鼓勵各地政府部門出臺一系列優惠政策支持芯片產業的發展，并依托芯片創新型企業布局建設一批國家集成電路技術研發中心，引導有條件的企業積極增加高端技術研究與投資，進一步完善以國家企業技術創新中心為樞紐的創新創造體系建設，引導產業創新驅動轉型發展。同時，加大對芯片產業的財政支持和補貼力度，向芯片企業提供稅收優惠政策、研發補貼以及國家半導體產業基金的投資，根據企業技術進步狀況，對企業所得稅和增值稅進行不定期調整。幫助芯片產業內企業通過知識產權質押、股權質押、保險擔保等方式靈活籌集資金，充分發揮金融機構的融資擔保作用。從集成電路發達地區的發展經驗中可以發現，集成電路發展離不開產業集聚效應，只有通過政府和市場的統籌一致，實現芯片產業鏈上中下游資源整合、產業融合和分工合作，才能為產業結構優化發展提供堅實基礎。
第二，加大培養芯片產業人才，加大對“產、學、研、用”整體支持。習近平總書記強調，堅持面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，深入實施新時代人才強國戰略。人才是高新技術的基石，要完善國內集成電路人才培育機制，進一步強化集成電路企業、高等院校和科研院所之間的合作，開展培訓專項基地建設，緊密結合企業發展和市場需求動態調整教學內容和實踐方式，著重培養高級、復合型人才，推動生產、教育與科技前沿的密切融合。建立有效的科技創新激勵制度，表彰和獎勵為集成電路發展作出卓越貢獻的高端人才，激發人才創新創造活力，營造自主研發不斷創新的氛圍。以國家重大集成電路需求為導向，啟動國家大科學工程研究探索計劃，積極推動國產芯片設計制造高端化進程，以點帶面，從全方位提升芯片各環節技術水平。另外，要通過相關人才項目，大力實施人才的“引留并舉”，革新人才應用思維，更要精準施策，面向高層次人才要力爭做到“一人一策”。建立健全芯片產業高層次人才引進機制，根據產業領軍人才及科研團隊核心成員的具體情況制定專門的引才機制，鼓勵海外優秀的集成電路企業和重點高校科研人員回國從事芯片領域的研究和生產。芯片產業核心技術人才回國就業或者創業能帶回先進的技術、豐富的經驗和產業資源，為國內芯片產業發展助力。對于在國內已經開展工作的科研人員，更要注重“產、學、研、用”全鏈條體系的扶持，在提升科研資助水平、加速科研成果轉化、擴大成果應用等方面提供全方位支持。
第三，繼續保持對外開放合作、對內專業務實的芯片產業發展方略。習近平總書記指出，我們要秉持開放、融通、互利、共贏的合作觀，拒絕自私自利、短視封閉的狹隘政策。近年來，雖然美國在國際合作的道路上背道而馳，幾乎阻斷了中美芯片企業的科技合作，但美國部分企業愿意幫助中國與美方政府積極協商試圖延續以往的科技合作關系，除有自身訴求外，與中國是他們主要收入來源國緊密相關。當前，美國芯片企業全球銷售額的超過三分之一來自中國，如果美國政府對華持續進行芯片封鎖，將使美資企業被迫撤離中國市場，這勢必會縮減其市場份額，失去大量的收入。因此，我們要充分利用代表美國資本的芯片企業及其財團、團體為了維護自身利益通過游說等手段影響或改變美國政府決策的契機。這也說明，我國保持開放合作的政策是正確、有效且必要的。此外，我們依舊要堅持“為我所用，互利共贏”的技術開放政策，主動開展國際合作，保持與韓日以及以色列、歐盟等國家和地區組織的重要芯片企業的緊密聯系，逐步縮小與世界龍頭企業之間的技術差距。同時，對國內企業要加強指引，出臺相關優惠政策為本土集成電路企業發展保駕護航。國產設備材料及關鍵零部件等需加緊創新和生產，做到專業務實。通過扶持一批重點企業，開展一批重點項目，攻關一批難點技術，形成重要的材料設備生產基地，填補國內空白。
第四，建立獨立可控安全的國產芯片產業鏈和供應鏈體系。習近平總書記強調，只有把關鍵核心技術掌握在自己手中，才能從根本上保障國家經濟安全、國防安全和其他安全。我國芯片產業鏈較為脆弱，只要供應鏈的某一環節斷裂，就會被他人“卡脖子”，芯片產業整體都將陷入被動狀態，甚至給國家經濟社會發展帶來危機。在新發展階段，為了擺脫芯片產業發展受制于人的被動局面，我國要充分把握新一輪全球科技革命形成的前沿技術成果和先進創新應用，穩步推進芯片產業鏈中的重點的核心設備、設計軟件和關鍵材料等的國產化和本土化。此外，要積極建設自主可控的芯片產業鏈和供應鏈體系，以穩步提高國內各行各業所需芯片的自給率，提升本土上游廠商對下游的服務能力，增加客戶黏性，降低市場需求或供應發生變化對企業經營狀況的影響，進而提升本土集成電路上下游廠商間協作水平，使得本土供應商具備一定產業鏈配套服務能力，降低供應系統在面對干擾因素時出現供應鏈部分或整體發生崩潰的可能性。同時，減少對非友好國家、地區和實體企業的芯片技術和產品的依賴性，以實現國家芯片產業科技自立自強。
第五，建立半導體產業鏈應對風險預警防范機制。由于我國半導體產業在美國遏制中國高新科技特別是半導體科技發展之前高度依賴海外高新技術企業，對自身風險的評估還不夠，整體預警防范機制尚缺，對行業的整體風險意識不強。因此，為了確保今后國家半導體產業鏈平穩安全，需要以政府為主導，積極發揮集中力量辦大事優勢，通過組建半導體產業供應鏈風險預警議事協調機構，建立應對全球半導體風險的整體預警防范機制。同時通過建立半導體產業鏈預警防范機制，全面分析國際形勢并定期綜合研判全球半導體供應鏈的潛在風險，提前制定相關可行性的對策，主動適應國際形勢和貿易環境的變遷，有效提升國內半導體產業鏈和供應鏈的安全，確保實現國內半導體產業鏈和供應鏈的獨立自主。
（作者分別為中國工程院院士、機器人視覺感知與控制技術國家工程實驗室主任；湖南大學半導體學院院長）
責編/韓拓 美編/宋揚
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