为什么芯片无法像“两弹一星”那样突破?

导读

如果每一轮竞赛都依赖外部投资,特别是国家投资,财政也好,资本市场也罢,都将面临一个无底洞。


为什么芯片无法像“两弹一星”那样突破?


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芯片产业之困

去年中兴事件的爆发让国人倍感刺痛,社会对芯片的持续关注因而前所未有。

事实上,相关各方早就深刻认识到:真正的核心技术靠化缘是要不来的,由上至下也是抱定了“撸起袖子加油干”的决心。可当真正上手时才发现,布局一个芯片产业并非易事。

尤其是对于工业文明尚未完成,半道挤入信息文明的中国来说,工业经济时期尚可依靠发动机和石油逆袭,等到信息经济时代,计算机和芯片就不是集中力量猛攻、挖地三尺或引进山寨这么简单了。

第一,芯片生产链超复杂

你以为一个小小的芯片里面只要塞入一个ARM核就够了?

实际上芯片的生产“画面”是这样的:仅芯片的种类就有几十种大门类,上千种小门类;

一条生产线大约会涉及到50多个行业、2000-5000道工序;

就连使用的设备、材料也是特厂特供的,几百种特种气体、液体、靶材,均需要专门的化工工业,芯片制造的设备多达16种;

超净度空间比PM2.5还要小。尤其是作为最尖端的光学、材料学、机械等的结合体,即便ASML生产光刻机,也还有超过80%的零件需要向外采购,更甭说半导体技术落后一大截的中国。

第二,芯片生产难度超高

芯片从设计到制造,再到封装,每一步都是高难度操作。

首先要提炼高纯度二氧化硅,做成比纸还薄的晶圆。紧接着要在晶圆上用激光刻出数十亿条路线,铺满几亿个晶体管。最后还得把每片晶圆切割封装好——目前指甲大小的芯片最高可集成150亿个晶体管。

如此精细复杂的操作,没有长年累月的技术积累,想要造出来不简单。

第三,芯片投入太大

各大芯片公司每年仅科研费用投入就高达几十亿元不等,一条12英寸芯片生产线月产五六万片,投资达四五十亿美元。

即便是中芯国际,成立后也还连续10多年都亏损惨烈,直至近3年才开始年度盈利,长期看不到收益的资本又怎肯冒险一试?

并且即便有足够的资本,也不见得短期内就看得到回报。

第四,芯片人才奇缺

截至2017年,全国只有41所高等院校设置了“集成电路设计与集成系统”专业,人才奇缺不说还太弱,吃不透芯片技术,山寨出来的芯片连自己都不用,更遑论自主研发?

芯片产业本身就预埋了太多的雷点和风险,中国想要发展起来谈何容易?

中国芯片产业之所以发展不起来,其实远不止芯片内生性变量一个掣肘,还与外部生态密不可分:

芯片内逼外诱

一边是中国芯片产业梗阻重重、应用场景和消费需求却在不断扩大,另一边则是国外芯片产业巨头现成的高精尖芯片摆在面前;

一边是看得见的芯片市场,一边是看不见的产业出路,肯舍财冒险的企业自然寥寥可数。

用户体验差

虽然中芯杀出重围,设计出了一套“云+端”方案,并试图用方舟的CPU+Linux桌面办公系统去替代Windows,打破微软与Intel联盟所设定的核心框架的束缚。可基于Linux的操作系统与微软的文档格式不兼容,换了Office打不开历史文件,接收不了他方发过来的邮件,致使用户怨声载道。

可软件系统就是生态,即便自己操作软件做出来了,用户体验不好又有谁会使用,又怎么扩大市场?

直到压得永中破产清算,中国没了通用软件产业,微软这才慢悠悠地公开了Office的文档格式。尔后也只能眼看着操作系统Windows、安卓、Linux 三分天下,却没有中国什么事!

比操作系统更致命的是相关专利

高通是3G、4G、移动互联网的奠基者,几乎囊括了与之相关的所有专利,高通一年的专利费收入就有79.47亿美元之多。

就拿小米手机来说,3299元的售价高通专利费就占了107元。除了饱尝专利垄断的巨额损失外,专利纠纷也是始终围绕芯片企业的暗箭。

上海张江中微公司尹志尧在专利上就屡次被起诉、被罚款。中芯国际与台积电在专利上的恩怨纠葛也是弯弯绕绕。

国际政治施压

为了解决芯片系统生态的困难,当年北京市政府办公软件选型,欲把微软踢出局,基辛格写信向中国施压。美国2004年也向WTO提起申诉,认为中国的芯片增值税政策与WTO条文有冲突。

西方国家先后用“巴统”和“瓦森纳协议”来限制中国出口最先进的高科技设备。这些无一不是中国芯片产业前进路上的绊脚石。


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机制性制约

事实上,中国芯片产业不行还有更深层次的原因,那就是内在体制机制的制约。

2003年,中央咬着牙挤出了80亿元的专项补贴,还出台了系列针对性政策发展芯片产业。然而,本以为“巨额投资”和政策支持能砸出个浪花,可未曾想国家芯片事业却被人当做了生财的门路,汉芯造假骗补了高达上亿元的科研经费,像极了现在的新能源车企骗补。

由于制度性偏差,缺乏可量化考核机制以及统一规划,最终导致芯片行业失序,砸了钱芯片却做不起来。

更要命的是,面对芯片差距拉大,1990年电子工业部又决定启动“908工程”,试图建成一条6英寸0.8—1.2微米的芯片生产线。

可结果却是:行政审批花了2年,技术引进花了3年,建厂施工花了2年,共计7年时间,投产即落后,月产量还只有800片。尤其是在芯片以摩尔定律迭代的时代,制度审批的滞后性,就已经让中国芯片失去了差不多30年。

而且,这些年来,芯片产业主要还是依靠政府行政之手来操控,产业扶持更多还是停留在“普惠”和早期扶持的“一锤子买卖”,当企业发展到较大规模,需要面对国际竞争对手的市场压制和资本渗透时,国家又缺乏系统性的保护和扶持。

况且,芯片本就是商品,必须面对市场化这道关卡,在政府的襁褓中待久了,也会失去血性。由此看来,过度依赖政府的力量,也是芯片产业羸弱的一个重要原因。

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“两弹一星”模式不适合发展芯片

对此有人质疑,两弹一星都造出来了,小小的芯片还搞不出来?无非是动用国家资源,运动式的集中攻关而已。

事实上“两弹一星”模式并不适合芯片。

两弹一星在一定意义上只需要解决有或无的问题。只要研制出来就算成功了,投入的资源是一次性的,一旦解决就能管几个年代。至于其性能也并不是那么重要。尤其是两弹,无论什么量级都是恐怖的毁灭力。可是芯片投入动辄几十亿甚至几百亿美元,实验室成功、量产、时间这三个条件缺一就失败。

况且,两弹一星的社会条件与当下截然不同。两弹一星的参与者素质都非常高,哪怕很少的工资收入也任劳任怨,代表了那个时代专家学者的一种境界,可现在却是人人都想着赚快钱、多挣钱。

而且,芯片产业相关度与军工产品截然不同。军工芯片对性能的要求其实并不高,只对稳定性、可靠性,以及各种复杂地磁环境下的抗干扰能力有着非常高的要求,太先进的商用芯片反而过于敏感缺乏稳定性,可民用芯片的应用环境与之不同。

基于芯片产业自身的特征,芯片产业的发展需要市场份额形成自我造血,而不是一味的国家投资。

如果每一轮竞赛都依赖外部投资,特别是国家投资,财政也好,资本市场也罢,都将面临一个无底洞。因为要想扶植芯片发展,就意味着与之相关的民用发动机、操作系统、仿真软件等都要扶持。

可见,中国芯片产业并不适用“两弹一星”模式,可为何韩国、台湾地区的芯片产业就能发展起来?芯片产业的成功模式究竟是什么?

敬请关注后续文章。


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