中國當(dāng)前的首要任務(wù)之一是縮小本國在半導(dǎo)體技術(shù)上與國際先進(jìn)水平的差距,但目前,仍需克服一些重大障礙。
目前,中國是全球計(jì)算機(jī)芯片第一大進(jìn)口國。中國對(duì)于外國技術(shù)的高度依賴促使其迫切希望加快本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。尖端集成電路(Integrated circuit,簡稱IC)可能會(huì)成為未來數(shù)位應(yīng)用發(fā)展的主動(dòng)力,因此,發(fā)展半導(dǎo)體技術(shù)對(duì)中國實(shí)現(xiàn)科技強(qiáng)國的目標(biāo)至關(guān)重要。
盡管中國持續(xù)為本土芯片制造投入巨額資金,但從中短期來看,中國芯片技術(shù)水平仍然遠(yuǎn)落后于世界先進(jìn)國家。
華美銀行科技與高成長企業(yè)業(yè)務(wù)執(zhí)行總監(jiān)鄭詩緯(Calvin Cheng)表示:「對(duì)中國來說,尋找芯片設(shè)計(jì)和制造人才無疑是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn),但其近期想要獨(dú)立發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的決心,將有望吸納更多人才?!?/span>
戰(zhàn)略與國際研究中心(Center for Strategic and International Studies,簡稱CSIS)的報(bào)告指出,2019年,中國使用的芯片中僅有16%是由本土制造,其中約一半是由外國公司生產(chǎn)的。中國的目標(biāo)是在2025年實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)自給率達(dá)到70%,并在2030年達(dá)到國際先進(jìn)水平。然而,產(chǎn)業(yè)分析師認(rèn)為,這些發(fā)展目標(biāo)將很難達(dá)成。
為了彌補(bǔ)自己的短板,中國本土的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)仍持續(xù)高速發(fā)展。中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)(China Semiconductor Industry Association)的統(tǒng)計(jì)顯示,在過去15年里,中國的半導(dǎo)體產(chǎn)值已增長近14倍,目前,年均增長率在16%到20%之間。
中國的市場(chǎng)調(diào)研公司Daxue Consulting的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人邁克·文肯堡(音譯,Mike Vinkenborg)表示:「中國能以多快的速度趕上世界領(lǐng)先的半導(dǎo)體生產(chǎn)商還有待觀察。我認(rèn)為可能需要至少十年的時(shí)間。但可以肯定的是,近期美國對(duì)于中國部分企業(yè)的制裁增強(qiáng)了其發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)的決心?!?/span>
設(shè)計(jì)方面
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)包括許多子行業(yè),而這些行業(yè)影響著中國在全球競(jìng)爭力方面的排名。在關(guān)鍵的設(shè)計(jì)領(lǐng)域,中國企業(yè)已經(jīng)學(xué)會(huì)運(yùn)用全球最先進(jìn)的技術(shù),并在一些重要的半導(dǎo)體應(yīng)用領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。在智能型手機(jī)使用的半導(dǎo)體方面,華為(Huawei)的全資子公司海思半導(dǎo)體(HiSilicon)、紫光集團(tuán)(Tsinghua UNISOC)、中興通訊(ZTE)、小米集團(tuán)(Xiaomi),以及阿里巴巴(Alibaba)等都是國際市場(chǎng)中不可小覷的重要競(jìng)爭者。甚至有人認(rèn)為華為的麒麟芯片(Kirin chipset)是世界上最先進(jìn)的芯片之一。
然而,在存儲(chǔ)器和邏輯設(shè)計(jì)(CPU處理器/GPU圖形處理器)等關(guān)鍵的半導(dǎo)體垂直領(lǐng)域,中國企業(yè)的設(shè)計(jì)和商業(yè)市占率仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于西方同行。
歐亞集團(tuán)(Eurasia Group)全球科技政策總監(jiān)保羅·特里奧洛(音譯,Paul Triolo)表示:「由于缺乏產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭前沿所需的人才、技術(shù)和商業(yè)信譽(yù),中國企業(yè)難以降低對(duì)西方半導(dǎo)體的依賴程度,而在《中國制造2025》中所制定的國內(nèi)發(fā)展目標(biāo),也已被證明是不切實(shí)際的。雖然與十年前相比,中國企業(yè)已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步,但中國仍無法在行動(dòng)裝置半導(dǎo)體以外的市場(chǎng)獲得顯著的市占率?!?/span>
中國制造業(yè)的發(fā)展瓶頸
開發(fā)微型IC是目前半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的趨勢(shì)。晶體管之間的距離越小,每平方英吋的計(jì)算能力就越強(qiáng)。這也是為什么7納米芯片比14納米芯片更強(qiáng)大。來自臺(tái)灣的全球領(lǐng)先芯片制造公司臺(tái)積電(TSMC)目前正在研發(fā)2納米芯片,預(yù)計(jì)將于2025年推出。
目前,中國還沒有能生產(chǎn)制造先進(jìn)芯片的半導(dǎo)體工廠(或代工廠)。中國最現(xiàn)代化的代工企業(yè)——中芯科技(Semiconductor Manufacturing International Corporation,簡稱SMIC)在上海的子公司也直到2019年底才開始生產(chǎn)14納米芯片。這表明SMIC的芯片制造水平大約落后了南韓、臺(tái)灣和美國的代工廠10年,至少2代技術(shù)。
特里奧洛表示:「在半導(dǎo)體和設(shè)備制造相關(guān)領(lǐng)域,中國企業(yè)仍落后于全球領(lǐng)導(dǎo)者。雖然SMIC聲稱能制造出先進(jìn)的14納米芯片,但目前還沒有達(dá)到商業(yè)生產(chǎn)水平。7納米以下的高端芯片需要使用更先進(jìn)的光刻設(shè)備,而美國政府目前禁止向中國出口該設(shè)備。因此,當(dāng)領(lǐng)導(dǎo)全球技術(shù)的TSMC、三星(Samsung)和英特爾(Intel)生產(chǎn)的納米級(jí)別越來越小時(shí),SMIC卻只能停留在量產(chǎn)28納米的水平?!?nbsp;
技術(shù)產(chǎn)業(yè)備受支持
如果中國無法在未來十年成功縮小與國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的差距,那絕不會(huì)是因?yàn)橘Y金不足。中國于今年初就制定了「十四五」規(guī)劃,承諾要將中國發(fā)展成為一個(gè)獨(dú)立的「科技強(qiáng)國」。
在2025年之前,中國預(yù)計(jì)將投資1萬4千億美元用于發(fā)展數(shù)位經(jīng)濟(jì),并計(jì)劃透過未來五年規(guī)劃草案中提到的一系列措施,加快研究、教育與融資,著重發(fā)展本土的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。事實(shí)上,自2014年以來,中國已在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投入數(shù)十億美元,且持續(xù)為芯片制造商創(chuàng)造更有利的稅務(wù)環(huán)境。中國官方備案企業(yè)征信機(jī)構(gòu)企查查(Qichacha)的數(shù)據(jù)顯示,在政府投資的帶動(dòng)下,僅2020年前9個(gè)月,中國就有1萬3千多家企業(yè)注冊(cè)為半導(dǎo)體公司。
雖然中國自上而下的投資一直未能達(dá)到預(yù)期的效果,但也不應(yīng)無視其近期在半導(dǎo)體領(lǐng)域所做的努力。此前,中國提供的支持并未被有效利用,且主要適用于國有企業(yè)。但如今,中國科技產(chǎn)業(yè)越來越重視在半導(dǎo)體等重要技術(shù)領(lǐng)域的自給自足能力,這將會(huì)大力推動(dòng)該產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。
「這種程度的投資很重要,而且會(huì)產(chǎn)生積極的影響。盡管并不是每一筆投資都能得到有效利用,但我認(rèn)為,未來我們會(huì)看到越來越多中國智能型手機(jī)使用國產(chǎn)芯片。」文肯堡說道。
不過,幾乎無上限的資本并不能保證中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)能夠達(dá)到預(yù)期的發(fā)展水平。缺乏創(chuàng)新能力與經(jīng)驗(yàn)豐富的尖端工程師仍是中國需解決的重大障礙。
特里奧洛說道:「短期內(nèi),中國的半導(dǎo)體企業(yè)仍會(huì)處于落后地位。雖然在某些特定領(lǐng)域可能會(huì)取得進(jìn)步,但要全面實(shí)現(xiàn)自給自足,中國還有很長的路要走?!?/span>
香港城市大學(xué)(City University of Hong Kong)教授、中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)專家道格拉斯·富勒(音譯,Douglas B.Fuller)博士指出:「目前,中國解決問題的方法是大量投入資金,而不是針對(duì)具體問題進(jìn)行有策略地投資和選擇最適合的企業(yè)。此外,中國在最感興趣的存儲(chǔ)器制造領(lǐng)域也存在人力資本缺口。」
加強(qiáng)人才儲(chǔ)備
中國目前正在采取措施以期在國內(nèi)培養(yǎng)更多半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)人才。2020年,中國批準(zhǔn)了IC大學(xué)課程,增設(shè)IC設(shè)計(jì)與生產(chǎn)科系,希望透過強(qiáng)化教育資源,提高IC教育對(duì)中國學(xué)生的吸引力。
中國首間IC大學(xué)于2020年10月成立。據(jù)新聞報(bào)導(dǎo),與傳統(tǒng)大學(xué)相比,南京集成電路大學(xué)(Nanjing Integrated Circuit University ,簡稱NICU)更象是一家「人才培訓(xùn)機(jī)構(gòu)」,該校的學(xué)生是已具備基本專業(yè)知識(shí)或想要從事半島體相關(guān)工作的大專院校畢業(yè)生,職業(yè)課程的導(dǎo)師將由經(jīng)驗(yàn)豐富的芯片工程師、產(chǎn)業(yè)專家和大學(xué)教授擔(dān)任。
除了專注培養(yǎng)年輕人才,中國芯片制造商也試著以優(yōu)渥的工作待遇來吸引本土和海外的芯片工程師。資本充沛的新興企業(yè)由于經(jīng)驗(yàn)不足,對(duì)人才的需求極為強(qiáng)烈,加之本就激烈的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭環(huán)境,導(dǎo)致該產(chǎn)業(yè)人才的薪資飆漲。但另一方面,令人擔(dān)憂的是,不斷跳槽的人才可能無法發(fā)揮其潛力,致使中國本就稀缺的本土芯片人才資源被浪費(fèi)。
跨境招聘
中國半導(dǎo)體公司也著眼于國際人才市場(chǎng)。有媒體報(bào)導(dǎo)稱,近年來,有3千多名臺(tái)灣半導(dǎo)體工程師跳槽到中國大陸從事高薪工作。根據(jù)臺(tái)灣經(jīng)濟(jì)研究院(Taiwan Institute of Economic Research)的資料,該人數(shù)已占臺(tái)灣半導(dǎo)體研發(fā)工程師的10%左右。
雖然中國大陸企業(yè)招募臺(tái)灣地區(qū)的半導(dǎo)體工程師已不是新聞,不過近五年來,跨海峽就業(yè)的高階工程師人數(shù)明顯增加。TSMC一直是最受中國芯片企業(yè)青睞的人才引進(jìn)管道。據(jù)媒體報(bào)導(dǎo),泉芯集成電路制造有限公司(Quanxin Integrated Circuit Manufacturing ,簡稱QXIC)和武漢弘芯半導(dǎo)體制造有限公司(Wuhan Hongxin Semiconductor Manufacturing Co. ,簡稱HSMC)均聘請(qǐng)了50多名前TSMC員工,且這兩家公司都曾由前TSMC高階主管領(lǐng)導(dǎo)。目前,兩家公司都在努力研發(fā)14納米和12納米芯片。
盡管如此,短期內(nèi)中國的半導(dǎo)體人才缺口預(yù)計(jì)仍將持續(xù)擴(kuò)大。根據(jù)中國工業(yè)和信息化部(China's Ministry of Industry and Information Technology)的報(bào)告,至2021年底,中國對(duì)這類人才的需求預(yù)計(jì)將達(dá)到72萬,然而,截至2018年底,中國卻只有46萬名半導(dǎo)體專業(yè)人士可用。
長期來看,中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)前景尚不明朗。許多人認(rèn)為,中國的半導(dǎo)體泡沫很有可能會(huì)破裂,并會(huì)因多家初創(chuàng)企業(yè)倒閉而導(dǎo)致大量失業(yè)。2020年底,HSMC的半導(dǎo)體工廠因資金嚴(yán)重短缺而被當(dāng)?shù)卣庸?,這很可能是泡沫破裂的前兆。曾在TSMC任職的HSMC董事長目前已經(jīng)離職,而公司其他人員的命運(yùn)仍懸而未決。
設(shè)備瓶頸
除了缺乏工程師,中國半導(dǎo)體行業(yè)還面臨著嚴(yán)重的設(shè)備瓶頸。極紫外光(EUV)微影技術(shù)能縮小IC電路圖案,是制造尖端芯片的關(guān)鍵。荷蘭的艾司摩爾(ASML)是唯一一家為芯片制造商提供EUV微影技術(shù)的商業(yè)供應(yīng)商,但在美國的游說下,荷蘭政府一直限制向SMIC或其他中國企業(yè)出口該技術(shù)。
「對(duì)SMIC來說,想要從ASML獲得先進(jìn)的微影技術(shù)仍困難重重,除非喬·拜登(Joe Biden)總統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)的美國政府放寬要求,允許ASML出口該系統(tǒng),但目前看來可能性不大。中國企業(yè)在發(fā)展制造半導(dǎo)體所需的高端工具方面取得了階段性進(jìn)展,但在制造工藝方面還是落后很多?!固乩飱W洛說道。
未來發(fā)展重點(diǎn)
對(duì)于未來十年中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)能夠發(fā)展到何種程度,各方看法不一。過去,華為等公司可輕易獲得臺(tái)灣等地的尖端制造技術(shù),但現(xiàn)在必須進(jìn)行評(píng)估并著手建立可替代的生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)。盡管巨額投資和優(yōu)惠的政策環(huán)境有所幫助,但本土人才的短缺,以及先進(jìn)制造技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的缺失有可能在一定的時(shí)間內(nèi)限制中國的半導(dǎo)體業(yè)發(fā)展。
在大量風(fēng)險(xiǎn)投資的支持下,中國目前有幾家芯片企業(yè)重點(diǎn)專注于人工智能(AI)、智慧城市、自動(dòng)駕駛和數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域。一些傳感器和工業(yè)芯片企業(yè)也開始進(jìn)軍醫(yī)療保健和消費(fèi)電子產(chǎn)品等重要市場(chǎng)。
華美銀行的鄭詩緯指出:「政府支持力度的持續(xù)加大、向芯片初創(chuàng)企業(yè)注資的不斷增加,以及中國媒體對(duì)于發(fā)展國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)必要性的廣泛報(bào)導(dǎo),使人們樂觀地認(rèn)為實(shí)現(xiàn)自給自足的目標(biāo)終將會(huì)實(shí)現(xiàn)。但在中短期內(nèi),中國芯片產(chǎn)業(yè)將何去何從,仍會(huì)是全球持續(xù)關(guān)注的焦點(diǎn)。」