习近平开会聚焦“十四五” 中国芯片制造步履艰难

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中国国家主席习近平北京时间8月24日下午在中南海主持召开经济社会领域专家座谈。座谈会上,林毅夫等9位专家代表先后发言,就“十四五”规划编制等提出意见和建议。习近平讲到“要以科技创新催生新发展动能,大力提升自主创新能力,尽快突破关键核心技术”。

谈到自主创新,就会联想到美国政府8月17日宣布将进一步收紧对华为的限制,禁止供应商在未取得特别许可的情形下贩售使用美国技术制造的芯片给华为,直接导致了华为手机所使用的“麒麟”芯片断货。美国政府的这一决定可能会令作为全球最大的智能手机和网络设备制造商之一的华为公司每年价值1,230亿美元的业务陷入危机之中。

与此同时,华为公司不仅仅是中国最具成功的私营企业,同时它还是中国工业化进程中的一家标杆性企业,这样的逻辑之下,美国政府对华为的“出手”,被视为是要在在芯片上卡住中国的脖子,近期,中共高层已经多次公开场合呼吁,中国要发展自己的核心技术,否则类似于今天芯片受制于人的尴尬仍会再次出现。

说到中国芯片受制于人,中国自身也存在着一些问题。早在2014年,中国《国家集成电路产业发展推进纲要》出台,俗称“国家大基金”项目,在第1期时就已募资1,387.2亿元人民币(1人民币约合0.14美元),原本意在通过“国家大基金”项目,参与中国境外企业收购、专利协议转让、定增募投等多种方式来提升企业自身在国际市场的地位。但是结果并没有达到预期效果,据美籍微纳电子学家马佐平回忆称,“‘国家大基金’曾在全国各地资助兴建二十多个芯片厂,每一个平均要 50 亿美元,可他们自己没有技术,只能从国外买,又只能买人家10至15年前的技术,这样就算造出了芯片,也只是落伍芯片。如此谈何追上国外?而且这类厂子并不想要先进技术,只想赚快钱。”

据统计数据显示,在2018年中国基础研究(基本原理及新知识而进行的实验性和理论性工作)的研发投入占比只有5%,84%的主要是试验发展项目(把通过基础研究、应用研究所获得的知识转变成可以实施的计划的过程),而应用研究占(它主要是针对某一特定的实际目的或目标)比也只有11%,相对于日本12%的基础研究占比、美国17%的基础研究占比,英国17%基础研究占比,法国的基础研究占比更是高达24%,对比之下,中国的基础研究占比可以说是最低的,而试验发展占比最高。

在芯片制造工艺上,中国自主制造芯片面临的挑战更加艰巨,由于“瓦森纳协定”的限制,西方国家对中国半导体技术及产品的出口,一般都遵循“N-2”的原则审批,就是比最先进技术落后两代,加之审批过程所需要的时间,导致中国制造出的芯片会比发达国家最先进的芯片落后三代甚至更多。

赚快钱的思路,不仅导致中国的芯片研发一直在走别人的老路,延误了中国芯片自主研发的进程,把目变投向了市场,追求短期的经济利益。另一方面由于技术限制的原因,导致中国国产芯片研发与发达国家相比,一直处于落后的情况,也使得中国的芯片制造企业走上赚快钱的道路,两种原因相互影响,导致中国国产芯片现在面临的困局。

6月,针对“十四五”发展规划的问题,中国经济学家樊纲表示,“目前我们不仅在高新科技领域落后,如信息技术领域、芯片、AI、区块链等,不少领域还受制于人,还有大量的发展空间。”

虽然中国在自主芯片制造上存在着很大的障碍,但机会也是巨大的。据统计, 2019年在中国大陆制造的IC(集成电路)价值达到195亿美元,但是总部设于中国大陆的公司仅量产了76亿美元,约38.7%而已,也仅占中国大陆1,246亿美元IC市场的6.1%。虽然中国芯片市场自给率仅6.1%,而芯片是IC(集成电路)的重要载体,从另一个侧面也可以证明,中国国内的芯片市场需求很大,为中国自主芯片创造了很大的商机,这也就更有利于芯片制造厂商在获取巨大利润的同时,有充足的资金支持研发,竞争更大的国际市场。

2020年6月27日,在“上海举行的半导体行业盛会”上,杭州中欣展出了一款12英寸的单晶硅晶棒以及硅晶圆片。它是半导体行业中不可或缺的一部分材料,以往中国12英寸硅晶片基本依赖进口,无法自主生产,这也标志着中国可以独立量产12英寸硅晶圆片,这对中国自主研发芯片是一个十分利好的消息。并且在中国“新基建”政策的影响下,也对中国自主芯片研发起到了促进作用。

在资金方面,除了政府的产业资金支持之外,资本市场对于中国国产芯片支持也相当大。中芯国际、寒武纪等芯片企业上市,筹集到了大量资金。截止到7月5日,中国半导体企业2020年的融资额约1,440亿元人民币,仅半年时间就达到2019年全年的2.2倍。

尽管如此,中国自主制造芯片仍然面临着许多问题,最主要的两个问题就是技术与人才。

首先就是中国材料类工艺技术类的基础性研究落后,例如光刻机。所谓光刻机,就是以光作为刀片,在晶圆上刻画芯片图纸的机器,是芯片生产加工最基础也最关键的一环。光刻机分为前道光刻机和后道光刻机,前道光刻机用于芯片制造,后道光刻机则主要用于芯片封装。上海微电子是中国国内最领先的光刻机设备厂商,上海微电子披露将于2021年交付28nm制程的前道光刻机,也仍与阿斯麦5nm制程光刻机相差甚远,这也就导致中国芯片行业制造出的芯片质量要低于同类产品,中国芯片的制造与发展在未来的一段时间内仍然会受到技术方面的制约。

除了技术层面,人才稀缺尤为严重。据《中国集成电路产业人才白皮书(2017-2018)》统计分析显示,截止到2017年底,中国集成电路产业现有人才存量40万人左右,人才缺口为32万人,年均人才需求数为10万人左右。而2017年20万高校集成电路专业领域的毕业生中,仅有不足3万人进入本行业就业。据地平线芯片一位负责人表示,做芯片等硬件太苦,收益不高,不少优秀学生毕业后选择去从事金融和互联网,即使是清华大学微电子所毕业的学生都会转金融或从事互联网。除此之外,相对于欧美发达国家,中国集成电路企业拥有10年以上工作年限的人员较少。从人才数量的不足再到缺乏有经验的技术人才,进而导致研发技术落后,没有新人才的补充,也导致新的创新理念与专业知识无法用于实践,长此以往会导致中国芯片研发处于后继无人的境地。

此外,还有研发资金、中国境外技术限制、知识产权保护等客观条件的制约,都使得中国芯片在自主制造的道路上步履艰难。

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