為什麼芯片無法像“兩彈一星”那樣突破?

導讀

如果每一輪競賽都依賴外部投資,特別是國家投資,財政也好,資本市場也罷,都將面臨一個無底洞。


為什麼芯片無法像“兩彈一星”那樣突破?


1

芯片產業之困

去年中興事件的爆發讓國人倍感刺痛,社會對芯片的持續關注因而前所未有。

事實上,相關各方早就深刻認識到:真正的核心技術靠化緣是要不來的,由上至下也是抱定了“擼起袖子加油幹”的決心。可當真正上手時才發現,佈局一個芯片產業並非易事。

尤其是對於工業文明尚未完成,半道擠入信息文明的中國來說,工業經濟時期尚可依靠發動機和石油逆襲,等到信息經濟時代,計算機和芯片就不是集中力量猛攻、挖地三尺或引進山寨這麼簡單了。

第一,芯片生產鏈超複雜

你以為一個小小的芯片裡面只要塞入一個ARM核就夠了?

實際上芯片的生產“畫面”是這樣的:僅芯片的種類就有幾十種大門類,上千種小門類;

一條生產線大約會涉及到50多個行業、2000-5000道工序;

就連使用的設備、材料也是特廠特供的,幾百種特種氣體、液體、靶材,均需要專門的化工工業,芯片製造的設備多達16種;

超淨度空間比PM2.5還要小。尤其是作為最尖端的光學、材料學、機械等的結合體,即便ASML生產光刻機,也還有超過80%的零件需要向外採購,更甭說半導體技術落後一大截的中國。

第二,芯片生產難度超高

芯片從設計到製造,再到封裝,每一步都是高難度操作。

首先要提煉高純度二氧化硅,做成比紙還薄的晶圓。緊接著要在晶圓上用激光刻出數十億條路線,鋪滿幾億個晶體管。最後還得把每片晶圓切割封裝好——目前指甲大小的芯片最高可集成150億個晶體管。

如此精細複雜的操作,沒有長年累月的技術積累,想要造出來不簡單。

第三,芯片投入太大

各大芯片公司每年僅科研費用投入就高達幾十億元不等,一條12英寸芯片生產線月產五六萬片,投資達四五十億美元。

即便是中芯國際,成立後也還連續10多年都虧損慘烈,直至近3年才開始年度盈利,長期看不到收益的資本又怎肯冒險一試?

並且即便有足夠的資本,也不見得短期內就看得到回報。

第四,芯片人才奇缺

截至2017年,全國只有41所高等院校設置了“集成電路設計與集成系統”專業,人才奇缺不說還太弱,吃不透芯片技術,山寨出來的芯片連自己都不用,更遑論自主研發?

芯片產業本身就預埋了太多的雷點和風險,中國想要發展起來談何容易?

中國芯片產業之所以發展不起來,其實遠不止芯片內生性變量一個掣肘,還與外部生態密不可分:

芯片內逼外誘

一邊是中國芯片產業梗阻重重、應用場景和消費需求卻在不斷擴大,另一邊則是國外芯片產業巨頭現成的高精尖芯片擺在面前;

一邊是看得見的芯片市場,一邊是看不見的產業出路,肯舍財冒險的企業自然寥寥可數。

用戶體驗差

雖然中芯殺出重圍,設計出了一套“雲+端”方案,並試圖用方舟的CPU+Linux桌面辦公系統去替代Windows,打破微軟與Intel聯盟所設定的核心框架的束縛。可基於Linux的操作系統與微軟的文檔格式不兼容,換了Office打不開歷史文件,接收不了他方發過來的郵件,致使用戶怨聲載道。

可軟件系統就是生態,即便自己操作軟件做出來了,用戶體驗不好又有誰會使用,又怎麼擴大市場?

直到壓得永中破產清算,中國沒了通用軟件產業,微軟這才慢悠悠地公開了Office的文檔格式。爾後也只能眼看著操作系統Windows、安卓、Linux 三分天下,卻沒有中國什麼事!

比操作系統更致命的是相關專利

高通是3G、4G、移動互聯網的奠基者,幾乎囊括了與之相關的所有專利,高通一年的專利費收入就有79.47億美元之多。

就拿小米手機來說,3299元的售價高通專利費就佔了107元。除了飽嘗專利壟斷的鉅額損失外,專利糾紛也是始終圍繞芯片企業的暗箭。

上海張江中微公司尹志堯在專利上就屢次被起訴、被罰款。中芯國際與臺積電在專利上的恩怨糾葛也是彎彎繞繞。

國際政治施壓

為了解決芯片系統生態的困難,當年北京市政府辦公軟件選型,欲把微軟踢出局,基辛格寫信向中國施壓。美國2004年也向WTO提起申訴,認為中國的芯片增值稅政策與WTO條文有衝突。

西方國家先後用“巴統”和“瓦森納協議”來限制中國出口最先進的高科技設備。這些無一不是中國芯片產業前進路上的絆腳石。


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2

機制性制約

事實上,中國芯片產業不行還有更深層次的原因,那就是內在體制機制的制約。

2003年,中央咬著牙擠出了80億元的專項補貼,還出臺了系列針對性政策發展芯片產業。然而,本以為“鉅額投資”和政策支持能砸出個浪花,可未曾想國家芯片事業卻被人當做了生財的門路,漢芯造假騙補了高達上億元的科研經費,像極了現在的新能源車企騙補。

由於制度性偏差,缺乏可量化考核機制以及統一規劃,最終導致芯片行業失序,砸了錢芯片卻做不起來。

更要命的是,面對芯片差距拉大,1990年電子工業部又決定啟動“908工程”,試圖建成一條6英寸0.8—1.2微米的芯片生產線。

可結果卻是:行政審批花了2年,技術引進花了3年,建廠施工花了2年,共計7年時間,投產即落後,月產量還只有800片。尤其是在芯片以摩爾定律迭代的時代,制度審批的滯後性,就已經讓中國芯片失去了差不多30年。

而且,這些年來,芯片產業主要還是依靠政府行政之手來操控,產業扶持更多還是停留在“普惠”和早期扶持的“一錘子買賣”,當企業發展到較大規模,需要面對國際競爭對手的市場壓制和資本滲透時,國家又缺乏系統性的保護和扶持。

況且,芯片本就是商品,必須面對市場化這道關卡,在政府的襁褓中待久了,也會失去血性。由此看來,過度依賴政府的力量,也是芯片產業羸弱的一個重要原因。

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3

“兩彈一星”模式不適合發展芯片

對此有人質疑,兩彈一星都造出來了,小小的芯片還搞不出來?無非是動用國家資源,運動式的集中攻關而已。

事實上“兩彈一星”模式並不適合芯片。

兩彈一星在一定意義上只需要解決有或無的問題。只要研製出來就算成功了,投入的資源是一次性的,一旦解決就能管幾個年代。至於其性能也並不是那麼重要。尤其是兩彈,無論什麼量級都是恐怖的毀滅力。可是芯片投入動輒幾十億甚至幾百億美元,實驗室成功、量產、時間這三個條件缺一就失敗。

況且,兩彈一星的社會條件與當下截然不同。兩彈一星的參與者素質都非常高,哪怕很少的工資收入也任勞任怨,代表了那個時代專家學者的一種境界,可現在卻是人人都想著賺快錢、多掙錢。

而且,芯片產業相關度與軍工產品截然不同。軍工芯片對性能的要求其實並不高,只對穩定性、可靠性,以及各種複雜地磁環境下的抗干擾能力有著非常高的要求,太先進的商用芯片反而過於敏感缺乏穩定性,可民用芯片的應用環境與之不同。

基於芯片產業自身的特徵,芯片產業的發展需要市場份額形成自我造血,而不是一味的國家投資。

如果每一輪競賽都依賴外部投資,特別是國家投資,財政也好,資本市場也罷,都將面臨一個無底洞。因為要想扶植芯片發展,就意味著與之相關的民用發動機、操作系統、仿真軟件等都要扶持。

可見,中國芯片產業並不適用“兩彈一星”模式,可為何韓國、臺灣地區的芯片產業就能發展起來?芯片產業的成功模式究竟是什麼?

敬請關注後續文章。


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