“建立在沙子之上”的繁榮
時至今日，中美貿易戰仍沒有“停火”的跡象，不少人將希望寄於G20峰會，認為如果中美雙方在峰會期間能達成協定，貿易戰或將因此緩和。
正所謂醉翁之意不在酒，中美貿易戰雖然名義上指向兩國之間的貿易不平衡，實際上是美國針對我國的“製造業2025”做出的防範和打壓。“製造業2025”讓我國的不少產業都實現了“彎道超車”，例如，光伏產業引入相關技術之後，各級政府大量補貼進行生產新能源產品，雖然也出現了產能過剩的問題，但對於全球市場來說，較低的價格還是增強了我國產品的市場競爭力，我國的光伏企業也由此在這樣一個新興科技領域佔據了全球主導性地位。但這樣的補貼策略引起了美國的不滿，其指責中國政府過度干預市場，違反了公平競爭的原則，長此以往，將會導致市場失靈。
因此，在中美貿易戰開戰不久，美方就表示在未來7年內禁止中興通訊向美國企業購買敏感產品。該禁令一出就在國內許多用“芯”的領域激起了不小的水花。儘管現在禁令已經解除，但該事件卻直接反應出了我國的企業對國外半導體行業的依賴性。
清華大學的一名教授曾經說過，中國的繁榮是“建立在沙子之上的”。因為硅是從沙子中提煉出來的，而硅又是生產半導體的原材料，所以才會有了這樣一句話。
事實也正是如此，芯片生產一直以來被全球的少數幾家企業所壟斷，早已形成了穩定的寡頭格局。從國內對芯片需求的體量來看，不真正掌握芯片自研技術，就難以逃脫被人圈禁的牢籠。
不過，中興事件以後，國內的不少企業已從國外進口芯片的安逸中覺醒過來，紛紛加入到造芯行列。芯片行業屬於典型的資本密集型行業，前期需要耗費大量的資金的投入，並需要有技術加持。我國政府已經承諾在未來十年內投資1500億美元建設自己的半導體產業，並在國內加強了與企業之間的合作。種種跡象表明，我國對自主研發芯片的態度是較為積極的。
“造芯”遠沒有想象中的那樣簡單
1、行業本質
芯片行業不同於其他產業，一家新企業的誕生就意味著其即將面向的是全球市場的競爭。一直以來，芯片企業之所以能被全球為數不多的幾家企業所壟斷，根本上在於行業存在的壁壘過高。而其中的不利因素一方面來自於高端的技術，一方面來自於資本的投入。
巧婦難為無米之炊，想要造出世界前端水平的芯片，光刻機是必備的“武器”。全球的光刻機制造幾乎被荷蘭一家名為ASML（阿斯麥）的企業所壟斷，前段時間，臺積電生產出了7nm芯片，iPhone XS和iPhone XS Max搭載的就是臺積電7nm工藝的處理器。而製造出這款芯片，就要使用ASML的最新一代光刻機。由於受《瓦森納協議》的影響，我國只能從該企業進口到中低端的產品。這意味著，我國的芯片製造工藝在很大程度上因無法購得設備而滯後於國外領先的造芯水平。
不過，有消息稱，ASML已經同意將EUV（極紫外線光刻機）賣給我國，2019年或將交貨。
2、規模經濟與規模不經濟
在芯片生產過程中，對新的產品進行研發往往伴隨著不確定性，即投入了資本和人力之後，產品並不一定能夠按預期生產出來，這就會產生大量無法回收的沉沒成本。而且造芯前期需要大量的資金和資本的投入，回報週期長，對企業的實力要求較高。
在芯片行業發展初期，摩爾定律推動著芯片性能相對於時間呈指數式上漲。再加上晶體管面積縮小使得消耗的電壓及電流以差不多的相同比例縮小，晶體管的靜態功耗降低。根據登納德縮放比例定律，提高芯片的時鐘頻率帶來的動態功耗的增加將會和靜態功耗的降低相抵消，“免費”提升芯片性能。
正因為摩爾定律和登納德縮放比例定律的存在，隨著企業生產步入正軌，產量的增加，長期平均成本會呈現出下降的特性（如圖所示），即表現為規模經濟（通過擴大生產規模而引起經濟效益增加的現象）。
圖：長期平均成本曲線
可是，自2005年至今，隨著晶體管密度數量越來越高，晶體管電路逐漸接近性能極限，當晶體管越做越小時，就會產生電子等微觀粒子通過量子隧道效應穿越位勢壘的行為，使晶體管出現漏電現象。量子隧穿效應使摩爾定律和登納德縮放比例定律接連失效，研發成本上升，短期內芯片行業開始呈現出邊際收益遞減趨勢，長期表現為規模不經濟。
僅從當前國際領先的造芯水平分析，7nm和5nm製程芯片的成本與之前的芯片生產成本相比急劇攀升，即便產量與此前的芯片產量相差無異，每單位芯片花費的成本已然上升。此外，從企業的生產規模來看，前期鉅額的資金投入意味著後期需要生產更多的產品來分攤。
如今，臺積電的7nm製程芯片面對大量的需求訂單，自然能實現盈利。但5nm製程芯片究竟能否順利研發出來尚不能輕易下定論，不過可以肯定的是，5nm製程芯片一旦量產，定會有後續的企業為其埋單。不過理性的企業必然要對研發的結果做出理性預期，5nm製程芯片的製造難度不言而喻，如果研發失敗，成本也很難依靠後期的利潤來彌補。
其實不僅是芯片行業，對於大部分的企業來說都存在著這樣的規律，即規模經濟並不總是持續的。當企業擴大生產規模超過某一特定值時，邊際收益遞減和規模不經濟有可能同時發生。對於芯片行業來說，無疑摩爾定律和登納德縮放比例定律的失效就是企業生產芯片面臨的一大阻力。
摩爾定律失效對美國來說是焦慮，對中國來說是機遇
隨著芯片性能改善的程度持續減弱，摩爾定律和登納德縮放比例定律的失效也就越發明顯，這個事實正在讓那些走在半導體行業前列的國家變得坐立不安。美國半導體行業的發展一直走在世界的前列，為了避免其霸主地位遭到挑戰，美國的“電子復興計劃”就投資了15億美元將芯片行業作為了一個主要的發力點。
倘若摩爾定律逼近物理極限，量子隧穿效應無法解決，7nm或者5nm製程芯片也達到了芯片生產所能達到的最高水平，那就意味著我國的製程工藝與國外領先的造芯技術之間的差距將會因時間的流逝而被縮小，只要2019年我國能順利從ASML進口新一代光刻機，從目前國內對芯片領域的投資力度來看，未來全球的半導體行業競爭格局或有可能重塑。
1、資本和人力資源優勢
芯片行業本就是資本密集型行業，與國外的投資力度相比，1500億美元的資金投入，足以給我國半導體行業的發展提供一片良好的沃土，這是國外的一些企業可望而不可即的。此外，我國的勞動市場相對於發達國家來說，人力資源的成本較低，在一定程度上節省了不少的勞動力成本。
2、龐大的市場需求
世界銀行和中國政府的數據顯示，2016年中國的芯片進口額為2270億美元，比石油、鐵和基礎塑料的進口總額還要多，可見，我國對芯片的龐大需求。一旦我國的芯片研發步入正軌，僅是供應國內市場，量產也是自然而然地事。
因此，摩爾定律失效對美國來說是焦慮，對中國來說卻是一個機遇。
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