作者:鵬程
隨著《美國芯片法案》、《歐洲芯片法案》的推出,半導體芯片的“去全球化”趨勢愈發(fā)明顯。復雜的國際政治經(jīng)濟環(huán)境,使得半導體發(fā)展面臨了前所未有的難題。在全球科技的廣袤舞臺上,芯片產(chǎn)業(yè)無疑是一顆璀璨的明珠,而中國芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展之路也同樣充滿了坎坷與挑戰(zhàn)。
集成電路產(chǎn)業(yè)具有高度系統(tǒng)復雜性特征,其關鍵核心技術的突破高度依靠體系化能力支撐,更是涉及多種學科。集成電路創(chuàng)新是集知識產(chǎn)權(IP)核、設備、材料、設計、制造、封測各產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)于有機整體的系統(tǒng)性創(chuàng)新,其全球角逐實則為各國現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系能力之爭。
集成電路產(chǎn)業(yè)技術具有高投入、長周期、知識嵌入性強、技術復雜度高等特征,技術創(chuàng)新突破高度依賴產(chǎn)業(yè)體系。隨著全球專業(yè)化分工加深使得知識的生產(chǎn)和傳播方式愈加多元復雜,集成電路產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新更加依賴創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈各主體間的密切協(xié)作。
另一方面,高度復雜的新技術和實驗室“樣品”需要在實踐中不斷測試、試錯來積累經(jīng)驗數(shù)據(jù)、迭代優(yōu)化、提高良率,以跨越成果轉化的“鴻溝”、實現(xiàn)大規(guī)模商用的市場價值,這一過程更是離不開產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系的協(xié)同支持。
在第八屆國際先進光刻技術研討會期間,中國集成電路創(chuàng)新聯(lián)盟理事長曹健林研究員接受了半導體產(chǎn)業(yè)縱橫采訪。作為產(chǎn)業(yè)界的資深專家,他深刻解讀了我國當前集成電路產(chǎn)業(yè)面臨的現(xiàn)狀,闡釋了我國集成電路產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展路徑,以及光刻產(chǎn)業(yè)等相關領域的進展。
?01國際環(huán)境驅動自立自強
自新中國成立以來,發(fā)達國家始終對我國實施出口管制政策。在不同的歷史階段,出口管制的內(nèi)容和范圍也在不斷演變與調(diào)整。特別是自2017年起,這種限制的力度與廣度呈現(xiàn)出逐步增強的趨勢。
2022年10月,美國商務部首次發(fā)布了針對中國的芯片出口限制法規(guī),禁止美國制造商向中國出售一些用于人工智能應用的芯片以及相關設備。一年后,美國擴大政策范圍,限制英偉達、AMD等美國芯片公司向中東、非洲和亞洲等40多個國家和地區(qū)出口人工智能芯片(必須先獲得出口許可證),以防止一些中間商將芯片轉移到中國。
但這些限制反而更加堅定了我們自主創(chuàng)新、自立自強的決心,實際上加快了我國芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。曹健林引用了唐代詩人劉禹錫的名句形容:“舊時王謝堂前燕,飛入尋常百姓家”。他強調(diào),“中國人民正全力以赴,不斷突破國外的技術限制?!?/strong>“隨著半導體制程從110nm、90nm、45nm、28nm一路演進至14nm,光刻技術的研發(fā)不僅自身至關重要,其對其他相關領域如精密機械、光學以及材料科學的推動作用同樣顯著。
從某種程度上說,中國擁有全球最為龐大的基礎學科研究人員隊伍。若缺乏實際需求,這些研究人員也不會如此積極地攀登基礎科學的高峰”,曹健林進一步指出,“國外技術的限制實際上為國內(nèi)創(chuàng)造了迫切的需求,這一需求有效地推動了我國基礎技術的研究與發(fā)展?!?/p>
?02有效需求牽引產(chǎn)業(yè)增長
高技術產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展往往源自需求的強勁拉動。針對中國作為人口大國卻在集成電路產(chǎn)業(yè)上相對落后的問題,曹健林分析到:“雖然中國人口眾多,需求龐大,但過去卻一直缺乏有效需求?!钡缃竦闹袊逊俏羧湛杀?,不僅擁有龐大的市場,更擁有巨大的內(nèi)需潛力。
自2008年起,中國集成電路行業(yè)步入高速發(fā)展軌道,時至今日,我國已成為全球集成電路產(chǎn)品終端生產(chǎn)的領頭羊。這一蓬勃發(fā)展的態(tài)勢,根本動力源自國內(nèi)需求的強勁拉動。據(jù)海關數(shù)據(jù)顯示,2021年中國集成電路進口額高達4325.5億美元,而到了2022年,該進口額降至4156億美元,同比減少了約4%。這一變化正是得益于國內(nèi)需求帶動國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)取得巨大的增長。
談及2008年以來中國集成電路與電子信息產(chǎn)業(yè)及技術的迅猛發(fā)展,曹健林認為背后有兩個關鍵因素。一是我國設立了重大專項,力求在某些領域取得突破。二是2008年全球金融危機的影響,許多發(fā)達國家及其大型企業(yè)陷入困境,他們?yōu)榱松?,紛紛轉向中國市場,推銷以往不愿出售的技術和產(chǎn)品。這對我們而言無疑是個機遇,我們得以與他們進行談判,并成功引進了一些技術。盡管后來合作之門逐漸關閉,甚至更加緊閉,但他們已深知與中國合作的好處。
光刻機技術主要涉及精密機械、光學、材料科學及控制技術這四個關鍵學科領域,而在這些學科的人才培養(yǎng)上,我國無疑是全球規(guī)模最大的。曹健林曾長期在中國科學院長春光學精密機械與物理研究所深耕光學領域,他指出,光刻機是將精密機械與光學技術的頂尖水平高度融合于設備之中的產(chǎn)物。當前,得益于現(xiàn)實需求的強勁驅動,相關研究已獲得了項目的有力支持。隨著以光刻設備為代表的高端裝備制造業(yè)的蓬勃發(fā)展,各國都在探索并實踐著符合自身特色的發(fā)展路徑。
?03整合“三支隊伍”力量
中國政府一直在工業(yè)基礎升級方面不懈努力,成為全球公認的快速發(fā)展國家之一。雖然目前在集成電路領域已經(jīng)取得了一定程度的進展,但仍與發(fā)達國家存在差距。至于下一步發(fā)展的建議,曹健林認為主要有兩點需要進一步優(yōu)化和提升。
第一,這類重大國家項目需要得到長期穩(wěn)定的支持。縱觀全球,此類項目起初皆由國家扶持,并在不同發(fā)展階段以不同形式繼續(xù)獲得支持。以美國為例,盡管他們時常對其他國家的政策指手畫腳,但實際上,他們也在推行新的國家計劃,據(jù)稱將投入數(shù)千億資金。
第二,強化不同主體間的合作與協(xié)同創(chuàng)新。我國擁有眾多掌握基礎技術的人才,但在高端裝備領域,由于過去需求不足,專業(yè)人才隊伍相對較小。同時,隨著Fab廠(集成電路制造工廠)在中國的不斷增多,使用這些裝備的人才隊伍也在逐漸壯大。要真正提升裝備水平,需要把裝備使用、裝備制造和裝備相關技術研發(fā)的“三支隊伍”有效結合起來。要更加注重三支隊伍的協(xié)同整合,避免在關注某一支隊伍時忽視了其他隊伍的發(fā)展。他強調(diào),理想的體制機制應能有效整合裝備使用者、裝備制造者及裝備技術相關人員這三方力量。當前,盡管我們培養(yǎng)的人才不少,但缺乏能將這三者緊密結合的實際項目和任務。若能更有效地組織起這些實際任務,我們的發(fā)展步伐將會更加迅速。
?04重新定義發(fā)展路徑
談到未來十年中國集成電路的發(fā)展前景時,曹健林認為,中國擁有一個獨特優(yōu)勢,即中國在終端產(chǎn)品制造上處于世界領先地位,如新能源、家電產(chǎn)業(yè)等。鑒于此,曹健林呼吁中國應該有能力開拓自己的道路。他提到,這條道路的核心在于,中國應根據(jù)自身的獨特需求,探索一條經(jīng)濟上更可行、成本更低、更為可靠的發(fā)展路徑。換言之,我們需要定義并追求符合中國國情的發(fā)展路徑。結合現(xiàn)有的“一帶一路”倡議,考慮到世界上還有許多發(fā)展中國家,其人口眾多,可以利用電子信息技術的全球化趨勢,與發(fā)達國家曾經(jīng)引領的全球化并行發(fā)展,甚至在某些方面發(fā)揮引領作用。我們完全有條件將這條新的發(fā)展路徑和過去發(fā)達國家引領的全球化道路共同走好。
不過,曹健林也指出,“限制中國的主要力量來自發(fā)達國家的一些政治家。他們真的愿意這樣做嗎?或許這能為他們贏得選票或大財團的支持,但事實上,包括中小企業(yè)、科學家和技術工作者在內(nèi)的廣大發(fā)達國家人民,都深知科學技術原則上應造福全人類,沒有國界限制,通過交流能共同提高?!币虼?,曹健林認為,除了少數(shù)政治家外,這些發(fā)達國家的科技界和企業(yè)界絕大部分都愿意與中國交流。
事實上,我們也在積極推動這種交流。為了促進這種交流,我們應創(chuàng)造條件,比如為他們到中國交流訪問、參加學術活動提供便利。如果他們愿意在中國設立合資企業(yè)進行技術交流,我們至少應給予國民待遇,確保他們享有與我們相同的權益。
最后,我們國家也應積極“走出去”。除了產(chǎn)品出口外,我們應創(chuàng)造條件讓科學家和企業(yè)有更多機會參加國際會議和展會,與發(fā)達國家的同行進行更深入的交流。盡管近年來由于疫情和國際環(huán)境變化,一些發(fā)達國家政治人物發(fā)表了不友好的言論,但越是在這種情況下,我們越應堅定開放,讓我們的人員敢于走出去,繼續(xù)與世界各國進行友好交流。中國半導體產(chǎn)業(yè)道阻且長,行則將至。