【芯聞路1號評論】芯片制造，真難于原子彈？

【芯查查】徐曉穎|其他專家|Other experts|

2022-06-09 16:20:51 0

前不久，在《和文化錄·中國和力》第二季的節目中，主持人楊瀾與南開大學新聞與傳播學院院長劉亞東教授，一起回顧中國科學技術發展的歷程。在談到芯片制造的時候，劉亞東教授提出“芯片制造之難，難過原子彈”的觀點，并對近些年我國一些地方政府和企業蜂擁而上，投入芯片半導體行業的做法進行了評說。

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圖片來源：網易科技

芯片制造，果真如原子彈制造之難么？近幾年國內掀起的芯片潮，是盲目跟風么？面對發展的重重挑戰，我國正在產業升級和全球產業鏈分工定位的道路不斷探索，并且已經取得了重重碩果。

如果說，曾經“上億件襯衣換回一架飛機”是過去的產業事實，我國只能處于相對附加值比較低的產業鏈條中進行積累，那么今天我國已經在通信、光伏、新能源汽車等多個產業取得了巨大突破。以前，我國的知識分子在篳路藍縷、啃著窩窩頭中創造了原子彈等科技奇跡，如今我們已經擁有了更加完善的科研創新和產學研協同機制，不可過于悲觀主義！事實上，我國只有進行產業升級，才能戰勝復雜環境中面臨的挑戰和風險，戰勝中等收入陷阱并擁有更多國際產業的話語權，才有更多高質量的工作崗位可以容納更多的碩士博士而不是限于“內卷”和“躺平”。

對于芯片和原子彈這兩個不同的事物，似乎不能一概而論，面對我國獨特的百年發展變局，只有秉持長期主義不斷深入探索和實踐，不斷的試錯和升級，或許才是我們在重重關鎖下的應走之路，才能牢握數字經濟發展的命門。

不同環境下的產物

芯片和原子彈，兩者本是不同的科技領域，邏輯不一樣，也是不同政治經濟社會環境下的產物。

從產生時間看，原子彈產生時間遠早于芯片，制造芯片的技術高于原子彈。原子彈產生的年代只有電子管，而芯片產生的前提是晶體管出現之后逐漸取代電子管。

從時空相對論看，*開始的原子彈制造難度，與*初的芯片制造難度，從相對的科技條件而言，兩者是很難相較高下的，都是科技發展到一定程度和階段，才能制造出來的。

從技術路線看，原子彈制造所涉及的關鍵科技數量相對比較少，而芯片制造則是由一系列的上下游產業鏈組合而成，特別是用于現在高端芯片生產的光刻機，則是號稱人類現代工業上的明珠，是很難像原子彈一樣僅靠一個*生產的。

從政治角度看，技術是有國界的，不管是原子彈還是芯片，都是國與國之間的核心利益競爭，尤其是原子彈這種大殺傷性武器，其生產和制造還應該受到全球人道主義的嚴格控制，否則將會對人類安全帶來不可逆的毀滅性后果，因此原子彈制造的難度主要在政治而不在技術，而芯片制造的難度既取決于技術、也取決于政治。

從現實角度看，我國原子彈制造在一窮二白的新中國就解決了，而現在要成功建設與高端芯片相關的全產業鏈，實際難度遠超原子彈制造。

芯片看似非常小，但是它卻屬于精密制造，一個硬幣大小的芯片可以囊括一個中等城市的信息。而一個*能不能制造出核武器，很大程度上取決于核材料的生產以及是否能自主供給。要衡量一個*能否制造出原子彈，要看這個*有多少離心機，而制造芯片需要的客觀條件遠比這個要苛刻。

很多人總以為中國一直都無法制造芯片，事實上中國早在2000年左右的時候就可以在實驗室小批量制造芯片了，像國內軍用武器裝備上使用的各種高端芯片，基本上都是由國內自行生產制造的。芯片制造涉及的范圍廣，到目前為止，我國的普通芯片基本上都能制造，只有高端芯片,特別是大規模集成高端芯片才難造。

此外，原子彈這類核武器就像軍用芯片一樣，不用一直研究。如今各國都停止了核試驗，即便有*從未停止核試驗，但其他*憑借以前技術制造的核武器的威力和威懾力依然足夠，并不像芯片那樣一步跟不上就步步跟不上不斷迭代的特點。

簡單地用“兩彈一星”制造與芯片制造這兩個不同的工業門類相比，來說明芯片制造的難度，是有失偏頗的。兩者一個是軍用，一個是民用；一個是國之利器，一個是廣泛使用的商品，無法混為一談同日而語。當然，芯片制造既然是技術問題，也存在很多困難，不能一蹴而就，但我們一定會攻堅克難、逐一突破。

長期主義的芯片制造

2013年左右，臺積電剛剛進入20nm制程，而Intel則馬上進入14nm，Intel 聲稱*臺積電將近3年半。當時整個產業界判斷，到了7nm時代，全*的需求也只夠一座工廠的產能，而只有Intel能負擔得起。

但不到十年，借助手機的大繁榮與蘋果的大采購時期，臺積電不但填平了3 年半的差距，而且率先進入5nm制程量產，3nm、2nm也在路上。

現在看我國的芯片制造能力與美國的差距，就是10年前臺積電與Intel的差距。而且美國重返芯片制造業，是一場由奢入儉的倒退，對于中國卻是制造業升級必然要走的路線。

芯片制造是一個長期主義的事情。高智力投入，高資金投入，在我國繁榮的市場催化下，必然是一個長期的高回報行業。

這其中，困難是一定有的，但我們更應看到它積極的一面，正因為落后于人、受制于人，我們所有的行業才清醒了。我們的軟件和高科技行業有很多企業進入*500強，但這樣的“枝繁葉茂”也可以瞬間被推倒。因為我們沒有“根”。所以，我們必須長期發展芯片產業，在腹背受敵的情況下，沒有選擇就是*正確的選擇。

董明珠曾在采訪中被問到“芯片研發的投資上，對錯的標準是什么？”，她表示只要滿足自身對產品的需要，那就是對的。在談及成本時，董明珠表示，“成本當然要計算，但我覺得我的成本是能夠控制的。如果20億沒有了，我覺得也是值得的。培養了一個隊伍出來，為未來做準備。”

“曾經，我們在很多方面，希望能夠用更省事的辦法解決問題，所謂‘造不如買，買不如租’。實踐證明，核心技術是買不來的。中國芯片技術和產業的‘短板’*終還是需要中國人踏實創新來解決。”中國工程院院士、中國科學院計算技術研究所研究員倪光南表示。

在倪光南看來，目前中國的短板主要是芯片、操作系統、工業軟件以及大型基礎軟件方面。如果能夠整合國內資源，利用好人才和市場優勢，突破這些短板并不會需要很長時間。

對于目前中國的芯片困境，中國工程院院士鄔賀銓則表示：“我國芯片受制于人，其中*大的原因是我們的工業基礎——包括精密制造、精細化工、精密材料等方面的落后。”

“我們不必為此否定過去，因為這是我國經濟社會發展的歷史階段所決定的。” 上海市科學學研究所所長石謙研究員解釋道，過去很長一段時間，我國處于全球產業鏈的中下游，在科技領域以跟跑為主，所以在創新鏈的上游投入較少。如今，我國一些前沿領域開始進入并跑、領跑階段，市場也具有了相應的需求，為了在國際競爭合作中占據主動地位，我們必須把原始創新能力提升擺在更加突出的位置。

在過去兩年里，我國半導體產業持續加碼，資本投入數倍增長，整個產業鏈正在迅速發展，呈現出一片繁榮景象。2019年我國半導體行業投資金額約300億元人民幣，2020年提升到了1400億元，而到2021年，我國半導體公司在生產線的投資總金額已高達1900億元。

資本的瘋狂涌入，讓我國大陸半導體產業得以快速發展，據半導體行業協會公布的數據顯示，截至2021年12月1日，我國大陸芯片設計企業數量達到了2810家，同比增長26.7%。具體到銷售數據上，我國大陸芯片設計企業的總銷售額為4586.9億元，其中規模較大的設計企業有豪威集團、中興微電子、紫光展銳、匯頂科技、兆易創新、比特大陸等。在各界的共同努力下，中國集成電路產業正迅速發展。

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圖片來源：騰訊網

在復旦大學中國研究院院長張維為教授看來，中國與美國的芯片生產的確有一定差距，但并非所有領域。他指出，在國防安全領域里，中國使用的幾乎都是國產芯片，例如北斗三號衛星導航系統、太湖之光超算計算機、殲-20高性能飛機、嫦娥四號的芯片和系統等。“相對而言，中國芯片弱在商業應用的芯片，例如手機芯片等。”張維為說。

而現在，得益于中國廣闊的市場和應用領域，中國商業芯片行業正展現出很強的發展動能和潛力。*為關鍵的是，在外部環境倒逼和內部技術提升的共同作用下，國產芯片加速試錯、改造、提升，已經從“不可用”向“基本可用”、再到“好用”轉變。

過去，只有航空航天、超級計算機、高鐵、衛星導航系統等使用“中國芯”；現在，手機、筆記本電腦、智能穿戴設備等，也已經部分使用國產芯片。

實踐證明，關鍵核心技術是買不來、討不來的。無論面對何種挑戰，只有把關鍵核心技術掌握在自己手中，才能從根本上保障*經濟安全、國防安全和其他安全。

眼下，中國芯片產業正在進行一場沒有硝煙的戰爭。這一仗的勝負，要放在十年乃至更長時間來評估。我們不能低估中國科學家的能力和韌勁，也不要懷疑*突圍發展的決心，堅信中國芯片產業會“涅槃重生”。

總的來說，發展集成電路和芯片產業，要有長期的思想準備和投入，不能指望短短幾年就獲得回報，真正把集成電路產業發展起來，恐怕還要一二十年的時間，我們要有決心，也要有定力，要肯投入，肯試錯，把行業“短板”補齊，踏踏實實堅持做下去。

牢握數字經濟發展命門

當前，全球進入數字技術大變革、大發展的關鍵時刻。美國雖依舊處于*地位，但中國的快速崛起乃至部分領域“換道超車”，使美國感受到了技術領導力弱化和經濟利益受擠壓的雙重威脅。為維護全球技術領導力的核心地位，美

國借力“中國威脅論”，增加政府研發開支，通過半導體等關鍵供應鏈管理和強化標準制定的國際領導力，與中國展開*技術博弈。為保障全球經營利益，美國在數字貿易規則建設上“攻”、“防”結合。

2021年1月，美國信息技術與創新基金會發布的《美國全球數字經濟大戰略》報告指出，過去20年來，數字經濟的興起進一步深化和擴大了全球一體化。面對中國的競爭，美國需要一個宏大、*的戰略指導，保持美國在全球科技領域的領導地位。“如果沒有這樣的戰略，美國落后于中國的風險就會大大增加。”

美國也正在構建圍堵中國數字經濟發展的全球計劃。比如，2021年6月，美國和歐盟成立“貿易和技術委員會”，旨在推進數字化轉型和新興技術合作，主導全球數字經濟和技術標準，推動美歐數字領域協調從戰略構想走向實踐。

芯片產業是數字經濟發展的基礎和先導性產業，屬于高端制造業。從總量和增速來看，我國制造業近年來均領跑全球。2012年至2021年，我國制造業增加值由16.98萬億元增長到31.4萬億元；制造業增加值已經連續12年位列全球首位。我國工業擁有41個大類、207個中類、666個小類，是全**擁有聯合國產業分類中所列全部工業門類的*，有220多種工業產品產量居**位，一批競爭力強的企業脫穎而出。2021年，我國有143家企業進入*500強榜單，比2012年增加64家，其中，工業企業入圍73家。高鐵、核電、4G/5G等成體系走出國門，“中國制造”在全球產業鏈供應鏈中的影響力持續攀升。

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圖片來源：人民日報

這與幾個主要發達*相比具有優勢。相關統計數據顯示，截至2020年末，美國工業GDP增加值僅2.27萬億美元，在全球制造業總額中占比不足11%。日本制造業GDP增加值大約1萬億美元，其GDP占比不足20%，在全球制造業中占比約5%。德國制造業GDP增加值為6795億美元，其GDP占比約18.13%，在全球制造業占比約3%。

經過多年的努力，特別是在核高基*科技重大專項的支持下，我國的集成電路產品體系不斷豐富和完善，是全球*為完整的芯片產品體系之一。不僅在中低端芯片領域具備較強的競爭力，在高端芯片領域也擺脫了*依賴國外產品的被動局面。國產集成電路產品涵蓋了數字、模擬、數模混合、射頻、功率、計算、存儲、接品等所有領域。中國集成電路產品的發展已經走過了從無到有的階段，正行進在從有到好和從好到優的大道上，在未來萬物智能的趨勢下，有力支持了我國制造業的高質量發展和產業融合。

但我國傳統產業自主創新能力和技術研發能力不足，關鍵核心技術對國外依存度較高，尤其是制造業多以代工和組裝為主，處于全球價值鏈的低端。以半導體為例，全球咨詢機構Gartner發布的《2021年全球半導體前十大供應商》顯示，2021年全球十大半導體企業，美國擁有7家并且在各自領域具有不可撼動的市場地位。中國大陸無一家企業進入該名單（中國臺灣聯發科在其中）。

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圖片來源：IC Insights

以芯片為核心的信息技術扮演了過去20年全球經濟發展的推手，未來也將推進全球經濟的快速發展。半導體芯片行業是全球經濟增長的重要驅動力。半導體芯片產業不僅自身存在巨大的增長前景，更為重要的是，芯片是以人工智能、量子計算、5G、物聯網、大數據、云計算、區塊鏈核心等新興產業發展的基礎構件，對這些未來產業的發展有重要影響，因此，未來半導體芯片產業將在全球和*經濟增長中發揮更大的作用，成為*和全球經濟增長的核心驅動力。

面對我國制造業的崛起和芯片半導體領域的薄弱環節，處于全球*地位的美國，正在積極通過增加政府研發投入和半導體芯片立法支持美國芯片研發和生產，以加強美國領導地位，*占未來產業發展制高點，并借機實施長臂管轄，限制我國核心數字技術發展。

正因為如此，我們更應該不遺余力地發展芯片制造業，哪怕真的難過于原子彈。芯片領域受制于人，等于未來的數字經濟發展被外力限制。必須認識到，以芯片為代表的基礎硬件和以操作系統為代表的關鍵軟件，是數字經濟的“大國重器”。當前“缺芯少魂”是數字經濟*大的“命門”，是制約發展的*大隱患。直面嚴峻形勢，必須深刻認識關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的，要牢牢牽住自主創新這個“牛鼻子”，發揮我國社會主義制度優勢、新型舉國體制優勢、超大規模市場優勢，提高數字技術基礎研發能力，打好關鍵核心技術攻堅戰。

“雄關漫道真如鐵，而今邁步從頭越”，面對艱巨的挑戰，我國也要認識到發展高端產業的必要性和客觀可能性，在認識到困難的同時也不能有悲觀主義思想，需要客觀理性地布局，“喜看麥田千重浪，遍地英雄下夕煙”，在芯片產業實踐的道路上，我國已經取得了很多成績，這得益于大量知識分子真正行勝于言的耕耘和汗水，而不是畏難不前。

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