中国半导体科技和产业的未来

本文来自微信公众号：返朴（ID：fanpu2019），作者：姬扬（中国科学院半导体研究所），头图来自pexels

最近几年，由于美国总统特朗普的大力宣传，以及美国针对中兴和华为的一系列制裁和打击，越来越多的人认识到半导体科技和产业对中国经济发展的重要性，同时也认识到中国半导体科技和产业的不足。

2017年年初，在特朗普正式就任之前，美国总统科技顾问委员会就发表了《确保美国在半导体领域长期领导地位》报告，表示了“对中国正在打造半导体产业链带来的担忧。他们使用政府主导的数千亿美元基金在全球疯狂并购，在国内建设，会给美国带来重要的威胁”，建议美国总统对中国芯片产业进行更严密的审查，抑制中国半导体产业的创新。所以说，美国对中国的封堵政策是一贯的，并非特朗普个人的心血来潮，只是话语和行动比他的前任们更不加掩饰而已。随后对中兴通讯和华为公司的制裁，更是让中国乃至全世界人民认清了美国的心思。

关于美国封堵政策对华为乃至整个中国的半导体科技和产业的影响，近来已经有很多文章讨论，大多以“芯片的重要性不言而喻”开头，虽然有虚晃一枪的嫌疑，但也有确实无法用一篇短文说清楚的苦衷：2019年中国集成电路进口量约为4451.3亿块，摊到每人头上是300块，进口总金额约为3055.5亿美元，大约是2.1万亿元人民币，摊到每个人头上就是1500元。2019年中国国内生产总值大约是100万亿元，而进口集成电路的2万亿就占了2%。这么大的市场，即使是专业团队给出的行业调查报告，也只能让人对其有些初步的了解，何况里面充斥了各种各样的数据，即使有专业人士来解读，我们普通人也没有耐心甚至能力听懂。

那么，大家最关心的事情，中国半导体科技和产业的未来，到底会怎样呢？这又可以分解为一系列的小问题，比如说，卡住中国企业的光刻机，我们自己能生产吗？中国什么样的企业需要依赖光刻机，万一被遏制会有怎样的经济损失？对社会有什么样的影响？什么时候能打破国外垄断？美国真的断供以后，我们应该怎么办？

这些问题要说难也很难，因为涉及很多技术上、经济上的具体信息，而这种定量的信息，需要专门的团队去搜集和分析，最后的结果我们普通人也看不懂，甚至看不到。比如说，很多人可能听说过荷兰阿斯麦（ASML）公司生产的“EUV光刻机”，它的重量据说是180吨，价格大概1.2亿美元（8亿元人民币），光这个就已经很难想象了，更别说里面的技术细节了——如果真那么简单，美国应该也不会卡我们的脖子了。

但是话说回来，这些问题的答案也很简单，就一句话：人、钱和时间。技术产业与科学研究的最大不同就是，科学研究更多的是探索，而技术产业更多的是应用。具体到中国半导体科技和产业这件事，还要更简单一些，因为外国人已经在科学、技术和市场上证明了这件事情的可行性，所以只要给人、给钱和给时间，就肯定能做出来。

从科学方面来说相对简单，人家已经把路探好了，虽然不告诉我们具体的路线，但是，知道“有条路存在”这件事本身就是一个巨大的提示，何况还可以在科学文章和技术专利里查到很多公开的信息。别人做都做出来了，我们想还想不到吗？

从技术上来说，要复杂一些，毕竟有许多技术诀窍是不会公开的。但是技术的进步在很大程度上依赖于市场的需求，“社会的需要比十所大学更能推动科学的进步”。我们国家的半导体科技和产业并不是很差，2019年中国出口的集成电路的产值是1015.8亿美元（大约7000亿元），只是相对于美国（其实是以美国为代表的整个西方世界）落后大约15~20年的样子，不是不能用，只是不太好用。以前我们对“全球化”抱有比较大的希望，对“市场换技术”抱有一些现在看来不切实际的想法，无法下定决心完全靠自己干，现在逼到墙角了，“放弃幻想，准备战斗”。自己的技术虽然差一些，但是与市场的结合会更紧密一些，反馈也要更快一些，总的效果也许还更好一些——当然，要赶上国际水平，还需要一段时间。

从市场方面来看，我们的优势其实更大一些。在过去的几十年里，半导体科技和产业在世界范围里的迅猛发展，其实离不开全球经济一体化大趋势下日益增长的市场需求。半导体科技和产业是投入巨大、收益巨大的行业。如果没有巨大的市场支持，巨大的投入仍然存在，巨大的收益却化为泡影，最终只能变成越干越赔钱。那么现在谁是世界上最大的市场？中国！中国每年使用了大约一半甚至更多的集成电路。美国断供，只会损害自己和跟随他的西方国家的利益。对中国会造成伤害吗？是的，会造成伤害，但就像刚才说的，中国不是做不了，而是做得不太好。现在，用自己做得不太好的技术与世界上最大的市场结合起来，小步快跑，恐怕还更有利一些。

几周以前，美国当地时间5月15日，美国商务部宣称要升级对华为的管制措施，国外公司只要用美国技术、软件、设备等给华为生产芯片也会受到管制，必须得到美国政府批准——大有“闭关锁国”、“片帆不得下海”之意，一个国家针对一个公司下手如此之狠，真是让人大开眼界啊。

现在看来，美国针对华为的攻击，早已经不是什么自由市场经济的问题了，而是科技产业领域的战争。兵临城下，退无可退，成败在此一举。我们就用战争来做比喻吧。美国可能把这场战争看成“孟良崮”了，要集中优势兵力，包围并消灭武器精良、战斗力很强的华为。但是我要说，华为可不是张灵甫，美国更不是解放军，纯粹是拿错剧本了！真正的剧本是“上甘岭”啊：美军狂轰乱炸，裹挟的是多国联军，华为坚守阵地，背后是强大的祖国。5月15日，国家集成电路基金等多方同意分别向中芯国际注资15亿美元及7.5亿美元，总计大约是160亿人民币，这只是一个措施而已。

战争就是战争，胜利需要天时、地利、人和。“天时不如地利，地利不如人和”，科学、技术和市场，就是半导体科技和产业战争的天时、地利、人和。再说，“得道多助，失道寡助”，美国一心一意地要置华为乃至整个中国的半导体科技和产业于死地，不顾自己乃至盟友的利益，其他西方各国恐怕也会暗自心惊：这一招将来用到我身上，我也要完蛋呀。

中国人都知道春秋时期“三家分晋”的故事，智伯瑶带领韩康子和魏桓子围攻赵襄子，引晋水灌晋阳城，“围而灌之，城不浸者三版。”但是晋阳城里的人民坚持斗争。智伯瑶约韩康子、魏桓子一起察看水势，还得意地对他们俩说：“现在我才知道，大水也能灭掉一个国家呢。”韩康子和魏桓子表面顺从，却暗暗吃惊，因为他们自家边上也有大河呀。韩康子和魏桓子越想越怕，就转而与赵襄子合作，最后把智伯瑶给灭了。美国今天能用断供卡华为和中国的脖子，明天也能用同样的手段卡阿斯麦和其他国家的脖子。西方各国恐怕也要考虑退路了。如此看来，美国“还是太年轻啊”。

2013年，我翻译了一本介绍半导体科学技术发展史的科普书《半导体的故事》，重点描述了许多重要的半导体器件的诞生和发展过程的历史（截至2000年左右）。我为这本书写了一篇《译者的话》，简述了翻译这本书的缘起、过程和感想，也谈了自己对中国半导体科学技术领域的历史、现状及未来的一些粗浅看法。当时我就说：

最后再谈谈我国半导体物理学研究的前景。……最关键的原因是投入不够、规划不足。“不谋万世者，不足谋一时；不谋全局者，不足谋一域。”对于半导体研究这种高投入的领域，没有长远的规划，没有充分的投入，当然不会有如意的结果。……科研的进步和产业的发展并不仅仅是投入资金和购买设备，更重要的是培养人才。只有吸引优秀的有志青年学习半导体知识，投身于半导体行业，才能进一步推动我国半导体事业的发展。为了实现这个目标，大学院系有必要更新教学内容、重新规划教学模式，科研和产业单位有必要重新设计项目课题的研究方式、重新协调科研与生产的关系。“十年生聚，十年教训。”20年后，无论是科研还是生产，中国都应该拥有世界上最先进、最强大的半导体事业。

如今已经是7年过去了。我们对困难的认识更深刻了，我们的进步也更大了。当时我预期中国要20年才能拥有世界最先进最强大的半导体事业，其实是因为有些私心而过于乐观的：因为那时候我就要退休了，我希望在退休之前看到自己的希望实现。现在我认为，由于国内国际形势的急剧变化，这个希望的实现不是要推迟，而是要提前了：再过10年，也就是2030年，在我退休之前，我们就能看到中国真正成为一个强大的半导体科技和产业大国。只要我们挺过艰苦的5年，接下来再保持5年的高速发展，就会实现这个目标。

现在看来，中美脱钩的趋势不可避免，只是中美双方都没有做好准备。中国肯定是不会主动脱钩的，美国希望中国自我隔离的想法是完全脱离现实的。现在这些争论，我觉得都不是给中美双方听的，而是讲给世界上其他国家和人民的。中美必然脱钩，但是中国和美国都不想，也不会与世界脱钩。现在双方都是在争取世界。如果谁愿意自我隔离，那太好了，可以不争论了。但这是完全不可能的，美国也是不会甘心的，所以才有斗争。现在的斗争形式还只是中美贸易摩擦，今后肯定会有更多更新的方式。

总而言之：放弃幻想，准备战斗。前途是光明的，道路是曲折的。我们一定要胜利，我们一定能胜利。

历史将会证明一切。

本文来自微信公众号：返朴（ID：fanpu2019），作者：姬扬（中国科学院半导体研究所）