關註風雲之聲 提升思維層次
◆ 中國的整個芯片制造體系，從低端到高端，制造設備的差距都很大，這並非EUV光刻機等個別設備的問題，而是整個自主生產線都缺乏實際生產經驗。
◆ 發展國產芯片制造設備有雙重難度：一是挑戰物理極限的技術難度，二是難以進入業界主流得不到發展機會，後一個難度更為致命。
◆ 把28nm及以下市場占比更高的成熟制程芯片工藝吃透，構建一條28nm的自主生產線並逐步提高國產設備的比例，是近期更為現實的目標。
◆ 現階段，國產設備需要與進口設備“混搭”切入生產線，國產設備有機會進入產業鏈就是進步，這是最急需補齊的短板。
◆ 對於整個產業鏈來說，沒有芯片不行，但隻有芯片也不行；對於中國來說，國產芯片水平還不太行，但其他方面很行。
即使面對美國的極限打壓，國產芯片也必將崛起。隨著業界實踐如火如荼地展開，“中國芯”的成功邏輯已日益清晰。
這種邏輯並不簡單，因為芯片行業極為特殊，相比於其他行業，國產芯片面臨的挑戰極為艱巨。
最終的勝利雖然已能看到路線圖，但需要不短的時間，也要經歷不同的階段，需要極強的耐心與方向感。
這一過程不會是痛快地全面出擊，而是需要繼續耐心周旋，與外界深入合作。
深刻瞭解芯片行業的特殊性、國產芯片的產業現狀以及未來的發展階段，對“中國芯”的信心才會有堅實的基礎。
打好芯片行業的發展基礎，需要一步一個腳印紮實進步，不追求一鳴驚人的戲劇性突破。
一個極為特殊的行業
芯片是電腦、手機、傢用電器等電子產品的核心元器件，是人類社會不可思議的“超級福利”，對全球經濟貢獻極大。
芯片的性能一代一代地顯著提升，摩爾定律一直在延續，是因為多年來在還算正常的商業流程中，全球很多公司緊密配合，才共同創造瞭令人驚嘆的技術奇跡。以芯片為基礎的整個IT業，深度分工合作效率極高，是人類社會近年來進步最快、對經濟社會貢獻最大的行業之一。
中國是芯片業飛速發展的受益者，也是重要貢獻者。2020年全球芯片約四分之一由中國生產，還有超過一半進口到中國，用於各種電子產品中，後者又行銷全球。全球消費者並不直接使用芯片，但通過中國這個中心節點，芯片的“超級福利”才擴散到全世界。
芯片業本來是技術飛速發展、推動人類社會共同進步的產業典范，近年來其商業流程卻遭到一些美國政客的大肆破壞。在這種背景下，公眾對芯片有瞭一定的認知，同時也對光刻機和國產芯片抱有很高期望。然而，公眾和輿論對國產芯片的發展路徑快速給出結論，或套用其他行業的經驗進行分析，常常與業內人士存在認知差異。
這種認知差和預期差，很大程度上來源於公眾並不瞭解，芯片業作為當今世界技術復雜程度最高的科技產業之一，具有極端特殊性。
芯片制造的特殊性在於，雖然人們清楚其復雜程度，但外界終究難以對這個行業的困難形成直觀認識。
用常規的高科技產業評估流程來對待芯片制造業投資，就算理論知識再豐富、態度再謹慎，現實中也還是有可能陷入麻煩。高科技項目通常不會一帆風順，總會伴隨著各種問題。一般的高科技項目，就算失敗，也起碼能生產出一些成品。但芯片制造不同，如果倉促上馬項目不能成功，不要說拿不出成品，甚至可能連生產線都湊不出來，連調試解決問題的機會都沒有，這就是芯片制造的高風險性。
對於高科技項目來說，成功的關鍵在於齊全的產業鏈。然而在芯片制造領域，中國缺的恰恰是齊全的產業鏈，芯片已成為中國科技產業最大的短板之一。這個行業在連續11年位居世界第一制造業大國、擁有世界各國中最齊全產業鏈優勢的中國，是一個特殊的存在。
芯片制造業的特殊性還在於，即使相關技術取得突破，相關生產環節也多達上千個，需要的技術人才是海量的。芯片業人才培養的規律，也與其他高科技項目有所不同。
芯片制造的特殊性
2020年，中國進口芯片超過全球產量的一半。海量進口芯片，反映的是中國芯片設計、制造技術能力與產能的嚴重缺失。其根源是芯片制造技術與產業鏈的特殊性。
公眾所熟知的摩爾定律，是指芯片性能每18個月翻一倍。每18個月單位面積內晶體管數量翻倍，意味著生產技術難度與需要的投資指數級上升，並產生瞭一系列“逆向效應”。
隨著芯片制程（晶體管柵極距離）從微米級深入到納米級，一個芯片內晶體管數量增至上百億個，“量變到質變”發生，絕大多數芯片制造公司已經跟不上瞭。高端芯片制造門檻極高，目前隻剩臺積電、三星、INTEL三傢還在芯片制造的最前沿。2018年芯片代工巨頭格羅方德已宣佈放棄7nm技術研發。
在芯片制造設備上，最尖端的EUV光刻機隻有荷蘭的ASML有，曾經的光刻機巨頭日本的尼康和佳能則研發失敗。
有的人誤認為中國芯片被“卡脖子”的是高端芯片制造，隻要把高端光刻機搞出來，能讓華為制造手機芯片，就可以突破瞭。
事實上，中國的整個芯片制造體系，從低端到高端，制造設備的差距都很大，多個環節需要依賴進口設備與服務。這並非EUV光刻機等個別設備的問題，而是整個自主生產線都缺乏實際生產經驗。
發展國產芯片制造設備有雙重難度：一是挑戰物理極限的技術難度，二是難以進入業界主流得不到發展機會，後一個難度更為致命。
1個原子的直徑是0.1納米，10納米隻夠排100個原子，高端芯片卻要在其中安排一個晶體管。這需要原子級別的操控，微觀量子效應都會出來搗亂，難度極高。而且還需要快速精準的工業生產，上億塊芯片要在合理時間內以90%以上的合格率生產出來，處理程序達上千道，配套工業體系精度要求極高。
全球業界緊密配合，形成瞭研發、生產、銷售的正向循環，才在實際產業運行中以摩爾定律快速提升瞭芯片制造技術水平。然而，中國企業因歷史因素一開始就未參與到循環之中，對芯片制造產業鏈基本沒有影響力。這也是中國芯片制造技術落後的特殊背景。
近來國內業界已經形成共識，首先要打牢基礎，把28nm及以下的市場占比更高的成熟制程芯片工藝吃透，構建一條28nm的自主生產線並逐步提高國產設備的比例，才是更為現實的目標。
28nm雖然被稱為成熟制程，但對於國產芯片來說，也是巨大的挑戰。目前國產芯片的代表還隻是中芯國際、華虹集團等極為依賴進口設備的公司，且產出以中低端芯片為主。
國產設備研制成功後，切入已有生產線並調試成功的難度也不小，甚至可能得不到調試的機會，因為會擔心降低良率影響經濟效益。這個特性令中國的芯片制造設備發展舉步維艱。幾乎與業界脫節，是中國芯片自主最為困難的環節。
現階段，國產設備需要與進口設備“混搭”切入生產線，國產設備有機會進入產業鏈就是進步。這是最急需補齊的短板。
“補短板”與“兩條腿走路”
芯片制造設備現狀如此嚴峻，國產芯片還有希望嗎？
事實上，政府高層一直很清楚芯片及相關制造設備的重要性，並以越來越大的力度對芯片制造技術進行投資，這在世界上是獨一無二的。
中國並非沒有發展芯片制造的能力，相關技術一直有國傢專項資金重點支持，隻是作為技術儲備未大規模進入生產環節。過去中國企業使用美系芯片與技術體系，以保證在重要市場的技術競爭力，這也是全球企業通行的做法。
然而，美國的打壓導致芯片產業邏輯變瞭。新的邏輯是，市場不再是成本決策，而是開始考慮生存問題，自主技術將獲得空前的動力，相關企業為瞭生存會主動對芯片技術體系進行調整。
當前，政府正以前所未有的力度組織芯片業“補短板”。按以往經驗，以國有企業為核心的技術團隊實現基礎技術突破，將高科技元素“白菜化”之後，地方上的投資熱潮會逐漸興起。芯片業也會遵循這一規律。
發展芯片制造業需要遵循的另一條規律是，在其他制造業領域，中國引進自研兩條腿走路的路線大獲成功，國產替代取得很大進展。
其他領域取得大面積突破的主要原因是，業界生產技術基本穩定，中國各種配套技術紛紛進步，時機成熟後就能一舉替代成功。芯片制造的特殊性在於，技術不僅沒有停滯，還在加速發展。
目前，國產設備已經初步具備瞭自主發展的基礎。如華虹集團與中芯國際未來設備國產化率必然逐漸提升。需要指出的是，芯片制造設備的國產替代雖然正在加緊進行，但由於起點低，現在還處於早期階段，暫時還不能成為國產芯片提高產能的主要支撐。目前國內正在規劃快速提高芯片產能，預計數年內可以翻倍，但肯定是以進口制造設備為主。
一些人將國產芯片落後的原因歸結為以前忽視自主制造，其實這並非真相，其他行業的經驗也不支持這種結論。
發展芯片制造業短期內還是應該堅持“兩條腿走路”。在自主發展的同時，如果上產能需要引進外國設備，那就大力引進。由於中國芯片市場極其重要，全球芯片業界內心非常渴望中國市場，合作的機會並不會因美國遏制而消失。例如，大批買入ASML的DUV光刻機我們很需要也可以做到，即使美國不讓買。
進擊路線圖
根據芯片行業的特殊性、國產芯片的產業現狀來分析，可能的自主芯片的發展路線圖如下：
第一階段是奠定基礎。2025年前，以進口設備為主大幅提升成熟制程芯片產能，自主芯片制造技術快速發展補短板，進口替代不斷推進。這一階段的自給率目標並不會太高。
由於晶圓廠建設周期長，短期內新增產能還是會主要依靠成熟技術也就是進口設備。中國企業掌握國際主流設備的生產工藝，意義也非常重大。擴大晶圓產能具有戰略意義，不能等國產設備成熟後再推進，這與使用進口設備並不矛盾。
這一階段，國產設備將爭取切入生產線，獲取實質性的設備市場份額。國產設備的技術能力得到證明後，進口設備也能更為順利。
第二階段是國產芯片制造設備成熟，主要環節打通，具備主動操作的能力，上產能加速。
經過第一階段的技術積累後，在成熟制程芯片領域，中國爭取形成研發、制造、銷售的自主產業鏈閉環。2025年以後，即使芯片制造設備無法進口，中國的產能擴張也能得到保證。屆時中國芯片業將迎來歷史性轉折。
中國打通產業鏈以後，通常能實現效率的急劇提升，如建廠周期、建廠成本、設備成本大幅下降，生產效率大幅提升。芯片生產將和其他諸多行業一樣，被中國重新定義。中國將不僅是芯片應用市場主體，也將成為芯片生產制造主體，更好地為全球提供芯片福利。
這個階段，國產芯片自給率會大幅提升。全球芯片產能分佈、制造設備份額分佈將發生巨大變化。一批中國芯片企業會崛起。
第三階段與前兩個階段有關聯，中國先進制程芯片將取得重大突破，徹底解決“卡脖子”問題。
先進制程的進展分為兩類：一類基於進口設備與工藝，一類基於國產設備與生產線，二者並不矛盾。
“中國芯”將分階段看到各類目標的曙光，目前正在轉折前夜。此過程中，以芯片制造設備為核心的自主芯片研發進展將是最關鍵因素，但並不需要完全依靠自主，進口設備也是重要技術來源。
“芯片應用中心”的特殊意義
芯片生產出來後到消費者能用上，還需要進一步整合到整機系統裡，因此芯片有極為廣泛的下遊應用行業。中國目前芯片生產環節相對弱勢，需要大量進口，但下遊芯片應用方面卻發展得不錯，這非常特殊——芯片應用行業並沒有分散於全球，卻集中到發生瞭工業奇跡的中國。
有些人擔心，中國芯片制造技術落後導致進口太多，供應出瞭問題怎麼辦。實際上，在美國遏制中國產業升級的背景下，“芯片進口極多”和“芯片應用中心”的地位也發揮瞭特殊作用——市場份額的意義凸顯出來瞭。中國進口芯片規模龐大，大到成為瞭市場主體，這就具有瞭保護作用，還可以對美國的行動形成制約。如果中國芯片應用規模不大，美國把這些生意攪黃或轉移到其他國傢，對它的影響可能不會太大。可中國的芯片應用產業占到全世界的七成，就是完全不同的邏輯瞭。
理論上，手機、平板電腦組裝這樣的芯片應用產業，可以轉移到東南亞或印度等地，但想上規模難度非常大。產業規模本身就是不可逾越的難度，且相關的產能不是芯片一個行業的事。對於整個產業鏈來說，沒有芯片不行，但隻有芯片也不行；對於中國來說，國產芯片水平還不太行，但其他方面實在太行瞭。
中國芯片下遊產業鏈齊全、產能充足的戰略意義極大，相關行業的產能基本都是全球第二名的十倍以上。外國有芯片技術，但是要想把“外圍產能”建起來，卻需要很長時間。這種規模的投資是十萬億美元級別，且需要從基建開始搞起。
全球芯片業的必然選擇是，生產的芯片大部分繼續出口到中國集成應用，中國主導的應用環節是芯片業“變現”的最後一環，不可或缺。
雖然一些國傢也在想辦法把集成應用從中國分離出去，但進展不快，障礙很多，形成不瞭規模效應。國外不少高科技公司經營精力有限，嫌轉移產業鏈太麻煩，也不想為政客不切實際的目標下大力氣。回顧以往，2018年美國發動貿易戰時，中國進口芯片增速還加快瞭。
“芯片應用中心”的特殊地位能為中國提供巨大的回旋空間。如果美國全面破壞芯片業正常的商業流程，那就等於與全球無數公司為敵。
市場地位，也是中國在芯片鬥爭中的底氣。LW
刊於《瞭望》2021年第29期
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