中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展遇到的四大阻礙

中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)能否趕上該產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)？今天中國(guó)對(duì)進(jìn)口半導(dǎo)體技術(shù)的依賴程度如何？如果盡管花費(fèi)數(shù)十億美元仍不太可能趕上，那么它可能遇到的障礙是什么？

在過(guò)去的二十年中，中國(guó)在電子產(chǎn)品的組裝，測(cè)試和封裝領(lǐng)域在半導(dǎo)體行業(yè)中的地位日益突出，但目前在設(shè)計(jì)和制造需求量很大的半導(dǎo)體集成電路（“芯片”）方面落后。從國(guó)家層面看，參與這個(gè)全球規(guī)模達(dá)4000億美元的行業(yè)將對(duì)經(jīng)濟(jì)有巨大的推動(dòng)作用，但該行業(yè)還推動(dòng)了電信，計(jì)算機(jī)和汽車等不同領(lǐng)域的創(chuàng)新。

中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)能否趕上該產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)？今天中國(guó)對(duì)進(jìn)口半導(dǎo)體技術(shù)的依賴程度如何？如果盡管花費(fèi)數(shù)十億美元仍不太可能趕上，那么它可能遇到的障礙是什么？

近年來(lái)，中國(guó)加強(qiáng)建設(shè)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體，其中最引人注目的是通過(guò)其各種政策以及更具體針對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)的措施，例如《促進(jìn)國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)方針》，該法規(guī)經(jīng)常被提及。作為國(guó)家集成電路計(jì)劃。他們?cè)诎雽?dǎo)體行業(yè)的廣泛目標(biāo)包括：到2025年滿足中國(guó)70％的國(guó)內(nèi)需求，到2030年達(dá)到該行業(yè)所有領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)。半導(dǎo)體行業(yè)政策在中國(guó)已有40多年的歷史了，而這些最新目標(biāo)大部分是對(duì)長(zhǎng)期目標(biāo)的重述，該目標(biāo)旨在提高這些技術(shù)的國(guó)內(nèi)產(chǎn)能。

數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)在2019 年僅本土生產(chǎn)了其國(guó)內(nèi)使用所需半導(dǎo)體的16％，并且鑒于中國(guó)為減少對(duì)外國(guó)技術(shù)的依賴而做出的不斷努力，因此他們?cè)黾幼越o自足就不足為奇了。然而，國(guó)有資本流入中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)，引發(fā)了人們的擔(dān)憂。這加劇了全球?qū)χ袊?guó)如何在這一具有地緣戰(zhàn)略意義的重要技術(shù)領(lǐng)域達(dá)到與領(lǐng)先的設(shè)計(jì)和制造同等地位的擔(dān)憂，特別是考慮到其他市場(chǎng)部門展示的突破能力。

2014年，《國(guó)家集成電路計(jì)劃》呼吁通過(guò)中央政府以及省市政府的投資在半導(dǎo)體行業(yè)投資約1500億美元。這一資金水平相當(dāng)于中國(guó)每年的半導(dǎo)體市場(chǎng)總量，是全球半導(dǎo)體行業(yè)每年用于研發(fā)的支出的兩倍，這是一筆可觀的投資。中國(guó)似乎有望在2020年達(dá)到1500億美元的投資水平，而沒(méi)有達(dá)到既定的長(zhǎng)期目標(biāo)。大部分投資發(fā)生在美國(guó)開(kāi)始向全球供應(yīng)商施加壓力以切斷中國(guó)對(duì)先進(jìn)半導(dǎo)體的獲取之前。是什么阻礙了中國(guó)？

阻礙一：技術(shù)落后

目前，中國(guó)臺(tái)灣，韓國(guó)和美國(guó)擁有世界領(lǐng)先的半導(dǎo)體制造設(shè)施（稱為代工廠或代工廠，是制造設(shè)施的簡(jiǎn)稱），日本和美國(guó)的公司提供了絕大部分的專用設(shè)備。進(jìn)入那些制造工廠。臺(tái)積電（TSMC）是全球最大，最先進(jìn)的合同制造商。臺(tái)積電的大批量生產(chǎn)很大程度上是通過(guò)提供由兩家最大的智能手機(jī)制造商蘋(píng)果和華為設(shè)計(jì)的定制芯片來(lái)維持的。

半導(dǎo)體制造是資本密集型產(chǎn)業(yè)，該領(lǐng)域的研發(fā)支出通常超過(guò)其年收入的15％。平均而言，每一代最先進(jìn)的制造技術(shù)的壽命只有兩到四年，然后才被更新的技術(shù)所取代，取代并降為利潤(rùn)較低的產(chǎn)品。半導(dǎo)體制造設(shè)備供應(yīng)商與跨國(guó)公司的代工廠和芯片設(shè)計(jì)師緊密合作，以保持這種不斷發(fā)展的制造技術(shù)步伐。

今天，中國(guó)沒(méi)有領(lǐng)先的半導(dǎo)體制造廠。中國(guó)最先進(jìn)的晶圓代工廠直到2019年底才在上海的SMIC開(kāi)始生產(chǎn)14納米（nm）技術(shù)節(jié)點(diǎn)的芯片。這使中芯國(guó)際落后了由臺(tái)積電，三星（韓國(guó)）和英特爾（美國(guó)）運(yùn)營(yíng)的領(lǐng)先代工廠大約十年，至少是第二代。

作為參考，臺(tái)積電自2018年以來(lái)一直在7納米節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行大批量生產(chǎn)，并有望在2020年末實(shí)現(xiàn)5納米節(jié)點(diǎn)的大量生產(chǎn)。作為其技術(shù)領(lǐng)先地位的標(biāo)志，臺(tái)積電還制定了具體計(jì)劃。以下兩個(gè)節(jié)點(diǎn)。

2020年8月，臺(tái)積電公開(kāi)宣布他們打算在2022年下半年實(shí)現(xiàn)3納米節(jié)點(diǎn)的量產(chǎn)，并開(kāi)始在新竹建設(shè)2納米節(jié)點(diǎn)的研究中心。中國(guó)在建造數(shù)十個(gè)晶圓代工廠方面進(jìn)行的巨額投資主要是針對(duì)在較舊的節(jié)點(diǎn)上制造低端芯片，而不是針對(duì)利潤(rùn)豐厚的處理器芯片（例如用于筆記本電腦和移動(dòng)電話的圖形處理單元和中央處理器）的節(jié)點(diǎn)。

障礙二：人才招聘

為了將制造能力從14 nm升級(jí)到更先進(jìn)，更小的節(jié)點(diǎn)，中國(guó)的公司將需要發(fā)展自己的制造專業(yè)知識(shí)。迄今為止，中國(guó)的公司還沒(méi)有表現(xiàn)出維持協(xié)作網(wǎng)絡(luò)的能力。創(chuàng)造和保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)；和/或維持一支能夠制造前沿技術(shù)的勞動(dòng)力。這與中國(guó)在該領(lǐng)域具有高度創(chuàng)新性的組裝，測(cè)試和包裝公司形成鮮明對(duì)比。

目前，中國(guó)具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的半導(dǎo)體制造人才庫(kù)非常有限。近年來(lái)，中國(guó)的制造業(yè)公司積極招募人才，以吸引人才離開(kāi)中國(guó)臺(tái)灣。中國(guó)大陸招聘公司的薪水是中國(guó)臺(tái)灣平均薪水和獎(jiǎng)金的2-2.5倍。

諸如美國(guó)的硅谷和臺(tái)灣的新竹等行業(yè)人才高度集中的地區(qū)，是中國(guó)大陸確定的目標(biāo)，這是中國(guó)人才招聘的重點(diǎn)。

總體而言，估計(jì)有3000多名工程師從臺(tái)灣轉(zhuǎn)移到了大陸公司，占臺(tái)灣半導(dǎo)體研發(fā)人員的近10％。雖然這個(gè)招聘率并不是嚴(yán)重的人才流失，但依然值得跟蹤。

障礙三：關(guān)鍵制造設(shè)備的限制

中國(guó)面臨的另一個(gè)挑戰(zhàn)是其對(duì)半導(dǎo)體制造的關(guān)鍵外國(guó)技術(shù)依賴。一種先進(jìn)制造的關(guān)鍵設(shè)備從未在中國(guó)大陸交付給任何晶圓廠，因此這可能代表了中國(guó)為提高復(fù)雜性階梯到領(lǐng)先地位所面臨的瓶頸——這個(gè)設(shè)備即極紫外（EUV）掃描儀，它可以縮小集成用于前沿制造的電路圖案。

如今，EUV掃描儀只有一家商業(yè)供應(yīng)商，即荷蘭ASML公司。復(fù)制ASML以及中國(guó)需要的技術(shù)，對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)將是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，而且不可能成功。ASML，其合作伙伴和多個(gè)國(guó)家政府在30多年來(lái)投資了數(shù)十億美元，以開(kāi)發(fā)該掃描儀所需的許多創(chuàng)新產(chǎn)品。像中國(guó)這樣的“快速追隨者”方法已經(jīng)在其他領(lǐng)域證明了這一點(diǎn)，不太可能為此類復(fù)雜設(shè)備尋求替代外國(guó)供應(yīng)商。

它能夠制造在10個(gè)納米節(jié)點(diǎn)及以下，甚至可能下降到3納米節(jié)點(diǎn)，沒(méi)有這樣的EUV掃描器，通過(guò)其他制作方法，如使用舊的深紫外線（DUV）掃描器技術(shù)使用多個(gè)重疊的圖案化來(lái)實(shí)現(xiàn)圖案尺寸減小。DUV設(shè)備已出口到中國(guó)，也不可能EUV掃描曝光機(jī)的限制。

盡管如此，即使中國(guó)的晶圓廠能夠以這種方式使用DUV掃描儀來(lái)制造芯片，與中國(guó)臺(tái)灣，韓國(guó)的制造廠相比，額外的圖案化也有可能導(dǎo)致其整體制造成本更高，產(chǎn)量更低。

障礙四：獲得前沿合同制造

美國(guó)對(duì)出口的審查日益嚴(yán)格，使一些中國(guó)公司進(jìn)入領(lǐng)先制造業(yè)的難度加大了。

華為于2019年5月被列入美國(guó)實(shí)體名單后，這家中國(guó)公司需要尋找替代芯片供應(yīng)商來(lái)制造其智能手機(jī)。在短短幾個(gè)月內(nèi)，華為便轉(zhuǎn)向了臺(tái)灣，日本和荷蘭的芯片供應(yīng)商，以取代其美國(guó)供應(yīng)商。

美國(guó)在2020年5月擴(kuò)大了限制范圍，導(dǎo)致華為也無(wú)法在臺(tái)灣生產(chǎn)自己的芯片設(shè)計(jì)。2020年8月，華盛頓采取了進(jìn)一步措施，通過(guò)轉(zhuǎn)移到外國(guó)供應(yīng)商，防止華為規(guī)避美國(guó)的出口管制。修改了外國(guó)生產(chǎn)的直接產(chǎn)品規(guī)則，另外38家華為關(guān)聯(lián)公司被添加到了實(shí)體列表中，進(jìn)一步加強(qiáng)了華為獲取使用美國(guó)軟件或技術(shù)開(kāi)發(fā)或生產(chǎn)的國(guó)外制造芯片的限制。

臺(tái)積電將在2020年9月之前停止制造華為的設(shè)計(jì)，以符合美國(guó)限制的擴(kuò)展。來(lái)自美國(guó)的營(yíng)收貢獻(xiàn)了臺(tái)積電60%的收入，而來(lái)自中國(guó)大陸的收入僅占其總收入的20％，這鼓勵(lì)臺(tái)積電遵守美國(guó)的規(guī)定，而不是冒失去更多收入來(lái)源的風(fēng)險(xiǎn)。

為應(yīng)對(duì)失去與臺(tái)積電的聯(lián)系，華為增加了中芯國(guó)際的芯片制造。但是，國(guó)內(nèi)供應(yīng)商不能代替臺(tái)積電。華為曾嘗試將設(shè)計(jì)發(fā)送到三星（韓國(guó)）或使用聯(lián)發(fā)科技（中國(guó)臺(tái)灣）的設(shè)計(jì)，但美國(guó)對(duì)外國(guó)直接產(chǎn)品規(guī)定的8月修正案將來(lái)可能會(huì)阻止這種情況。

因此，華為公開(kāi)表示，2020年末其新款智能麒麟處理器的智能手機(jī)出貨量可能是最后一次。需要更多的時(shí)間來(lái)了解這些限制是否會(huì)通過(guò)降低手機(jī)銷量來(lái)真正損害華為的利益，或者是否能夠找到其他外國(guó)供應(yīng)商。

結(jié)論

目前，中國(guó)距離實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體行業(yè)的自給自足和全球領(lǐng)導(dǎo)地位的目標(biāo)還很遙遠(yuǎn)。中國(guó)該行業(yè)的制造部門至少落后了兩代，并依賴于外國(guó)制造設(shè)備的供應(yīng)商。該行業(yè)的設(shè)計(jì)部門能夠進(jìn)行具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的芯片設(shè)計(jì)，但其領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)依賴于外國(guó)供應(yīng)商進(jìn)行制造。

短期來(lái)看，中國(guó)不太可能達(dá)到領(lǐng)先水平，而且多個(gè)國(guó)家政府加大對(duì)關(guān)鍵技術(shù)出口限制的壓力可能會(huì)進(jìn)一步降低中國(guó)半導(dǎo)體制造業(yè)的發(fā)展速度。盡管確實(shí)存在基于技術(shù)的瓶頸（例如在此強(qiáng)調(diào)的瓶頸），

作為解決中美戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)的政策選擇，去耦和逆向供應(yīng)鏈整合已被廣泛討論，但還有另一種觀點(diǎn)這表明應(yīng)對(duì)相互依存和戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)的更好方法是依靠盟國(guó)和志同道合的伙伴之間的集體行動(dòng)和協(xié)調(diào)，以應(yīng)對(duì)中國(guó)提出的共同的經(jīng)濟(jì)和安全關(guān)切。

擁有像中國(guó)這樣堅(jiān)定，足智多謀，充滿活力的參與者，中國(guó)可能會(huì)繼續(xù)利用本土發(fā)展，外國(guó)人才吸引計(jì)劃，合資企業(yè)，垂直整合以及上面確定的其他方法，在半導(dǎo)體制造業(yè)的追趕中采用多種途徑。