经济导刊
分享:

面对美国的科技脱钩,中国必须建立集成电路的产业基础

路风 来源: 2023.03.07 11:00:26

 

进入2023年,美国对华科技战愈演愈烈。面对美国咄咄逼人的技术脱钩,以及随之而来的美国及其盟友的去中国化,中国要发挥在全球第一需求市场的优势,予以反击,在斗争中求合作;与此同时,要尽快集中资源促进集成电路本土产业链的形成;发挥举国体制的优势,打造自主制造基地,改变科技龙头企业屡遭封锁的被动局面。

全球第一芯片市场的优势

2018年开始,特朗普政府对中国发动了贸易战和科技战。拜登上台后,美国遏制中国的势头不仅没有缓和,反而变本加厉。美国已将36个中国芯片制造商列入禁令名单,并鼓动台积电迁美。美国的禁令,毫无疑问将对中国的技术和经济发展造成影响。

半导体技术起源于美国,美国具有强大的技术优势。从全球市场供给来看,美国半导体公司占据了整个半导体市场份额的46.3%2021全球半导体行业协会SIA数据)。从需求方面看,据SIA数据显示,2021年全球半导体销售额为5559亿美元,创历史新高;中国市场销售额为1925亿美元,占比34.6%,同比增长27.1%,仍是全球最大的半导体消费市场。这也是中国一个巨大的优势。

管理学常用迈克尔•波特的五力理论模型,分析企业内外部五种决定性因素。其中的“一力”是购买者的力量,也就是说市场需求方的议价能力可以影响企业的盈利。就半导体产业来说,美国主导上游(供应)、中国主导下游(需求)的产业格局,体现了中美工业此消彼长的关系:美国很多下游工业开始衰落,甚至包括半导体的制造,而中国的下游工业逐渐发展起来,但是上游产业仍是短板。这就形成了半导体产业特有的“核恐怖”平衡状态,中美各自拥有自己的“核武器”。

中国是全球最大的芯片市场,假如中国完全不进口美国的芯片,美国半导体工业也会遭到重创。5年来,美国打压中国科技企业一直都是投鼠忌器,他们知道一旦彻底把中国卡死,同时也会把自己的企业卡死。比如美国的高通、英伟达等公司70%以上的营业收入依靠中国市场。失去中国市场,这些企业就会减少投资、裁员、股价大跌,进而导致华尔街恐慌等连锁反应。在这样的情况下,美国一方面在一些关键技术领域继续卡中国脖子,对中国对美国技术霸权构成挑战的企业进行重点打击(比如华为);另一方面继续在中国市场上拓展其产品销售。与此同时,美国把台积电工厂拉拢过去,一是想重振美国的集成电路制造业,二是美国战略界人士担心中国收复台湾之后,美国的集成电路产业链就会断掉。因此,这是美国以再工业化对付中国的一个重要举动。

中国为什么没有形成集成电路的本土产业链

虽然中国在集成电路领域面临短板,但在全球半导体产业链上的每个环节都有中国企业,有的领域还很强,比如芯片设计领域。被美国“卡脖子”的关键原因,在于国内还没有形成产业链的国内供需循环。

为什么没有发展起来?并不是我们没有去做,而是数次半途而废,缺乏坚持到底的韧性。与美国相比,虽然中国集成电路工业还处于落后位置,但它具有一个全球罕见的特点,就是在半导体产业链几乎每一个环节都有中国企业存在。不过迄今为止,在半导体产业链各个环节的中国企业,彼此之间并没有形成比较强的供需关系,而是各自分别与国外企业形成供需关系,这就造成了我国集成电路工业的根本性问题。例如,10年前,中芯国际接的订单大部分都来自海外(现在已有所改善),因为国内芯片设计企业认为它不够先进。海思设计的芯片是在台积电下订单,直到不久前,它的设备还全部进口,不用国产设备。上海中微半导体设备生产出中国第一批芯片刻蚀机,但大陆企业不买,卖给台湾企业后才实现产业化。直到中国芯片制造企业遭到美国制裁封锁,才开始在国内下单,采购国产设备、材料。目前国产设备、材料的质量性能还不够先进,处于边际性替代的状态。还有一方面原因,如中芯国际不敢接华为、海思的订单,就是怕受到美国在技术和设备方面的制裁。

中国半导体工业为什么没有形成本土的产业链?其根源在于我们的跟随模式。20世纪50年代,我国就开始发展半导体工业,60年代做出了集成电路,在技术上一直坚持自主研发,产品和技术不断更新。在当时计划体制下,我国半导体工业的产品主要用于军工和科研,没有与商业化应用结合,发展受到很大制约。

20世纪80年代初,在开放浪潮中,国内集成电路产业被进口品冲垮。主要为军工配套的半导体企业不能适应大众市场,被动依赖引进设备和技术。国内几乎放弃了对集成电路技术的研发。

当时,中央并非没有意识到发展集成电路的重要性,也曾组织力量,以合资方式引进了数条较先进的生产线,如908909工程和首钢的半导体项目。但是,仅靠引进生产线,不能使中国企业发展出自己的能力,也跟不上技术和市场的快速变化。接受了经验教训后,909工程转向自主开发,演变成为今天的华虹。

2000年前后,以中芯国际在上海成立为标志,中国进入发展半导体工业的第三个阶段。这一轮的特点可以概括为,我国企业采用国际化的发展方式,参与国际产业链的循环。此时恰逢中国经济进入一个高增长阶段,不断扩大的市场需求和投资能力,使半导体工业获得很大的发展。

由于中国发展半导体工业的历史很长,半导体产业链上的每个环节几乎都有中国企业。但是,国际化发展方式没有使这些分布在上游、下游和中游的中国企业之间形成比较强的供给和需求联系,造成了中国龙头芯片企业能够轻易被美国扼制的局面。

形成产业基础是首要目标和任务

应对美国技术封锁的关键,是要形成能够国内自我循环的产业链。

在美国的打压下,我国每一个集成电路企业的技术进步,都必须依托于国内整个产业链的技术进步。如果各个环节的中国企业彼此之间不能形成较强的供应和需求联系,那么每个企业的技术进步都会受制于美国的压制。因此,打通本国集成电路的产业链,就等同于建立起这个工业的产业基础。一旦形成本土的产业链,我们就不怕美国的技术封锁,因为中国的市场足够大。

总结以往的经验教训,加快形成产业基础,应该成为中国发展集成电路工业的首要目标和任务。

2000年,鼓励软件产业和集成电路产业发展的国务院18号文件发布以来,每隔几年,国务院就会发布一个支持集成电路发展的文件,但其内容未有发展自主产业基础的目标和内容。重大专项由国家支持、资助,以技术指标作为项目立项的标准,而这个技术指标是以国际上已有的先进技术为参照系的。“跟随体制”下的项目是支持单项技术,并以国外已有的技术为跟随目标,仅仅是跟随国际技术进步的前沿,而且大多由大学或研究机构承担。

我国重大专项实施了三个五年规划,我们看到了中国新能源汽车取得的成就,它源于20多年前中国汽车工业的自主创新运动,从而使国家计划有了依托。当时国家有关部门形成了利用新能源技术推动实施“弯道超车”的构想,而只有自主开发产品的企业才会尝试新技术,才会进行“弯道超车”,才会引发更多的企业进入新的产业链。众多的自主开发企业形成新能源汽车的产业链或基础,造就了中国新能源汽车全球产销量第一的成就。反观集成电路工业,得到的国家支持绝不亚于新能源汽车行业,但至今仍是一盘散沙,其中的教训是需要总结的。

全自主制造的可行性

应对美国的技术制裁,中国要建起集成电路的产业基础,需要政策层面支持。中国的政策重点要集中资源促进中国本土产业链的形成,改变企业各自为政,分散地追求单个项目或单项技术指标的现状。政府要下狠心去发展促进产业链形成的关键环节。目前看,关键环节包括底层技术的自主研发,特别是抓全自主制造,以其打通上下游的产业链。

如何实现全自主制造?可以分两步:

第一步是实现生产线的非美国化,即在生产线上使用国产和日本、韩国、欧洲等非美国的设备及材料。目前中国的集成电路制造企业已经在努力。第二步是以国产设备、材料全部替代国外设备、材料。发展全自主制造可以向产业链上游拉动国产设备和材料,向下游强化制造与设计企业之间的互动,原则是不能出现任何被“卡脖子”的风险。而是不是百分之百国产化,要看具体情况。发展全自主制造需要依靠产业链上各个环节的中国企业的合作,每个环节的技术都是与其他环节互动的。只要抓住制造环节,就抓住了形成整个产业链的牛鼻子。

目前发展全自主制造,还达不到世界先进水平,但是从28纳米的全自主制造开始,这是可以实现的。有人问,华为的芯片用的是7纳米的,做28纳米的全自主制造不是落后了吗?这涉及看待技术进步的根本性立场,它涉及两个根本性的战略问题:

第一,对于创新来说,技术能力基础比当下的技术水平更重要,有能力才能把握技术进步,才能创新。目前中国集成电路行业没有形成自主的产业基础,即能力基础,这也是大部分单个企业都不做深层技术研发的真实原因。但是,依靠国外技术是构不成能力基础的,因此单个企业的技术进步比以往任何时候都更加取决于整个产业链的技术进步,即产业基础的进步。缺乏基础是我们在中美技术战中最大的短板,我们要把短板的部分补齐。

根据目前的产业状况,我们可以建起28纳米全自主的生产线,以此打通产业链,形成国家集成电路的产业基础。由此,我们就有能力建14纳米的全自主生产线,以此类推。技术的进步是逐级迭代的,能力是通过产品平台而累积性发展的。

第二,全球集成电路市场的需求量和使用量最大的是成熟制程的芯片。先进制程的芯片只占据了很低的市场份额:直至2021年,10纳米以下的先进制程在全球集成电路产能的占比只有2%,而28-180纳米及以上制程的芯片则占据了近61%的全球产能。[1] 2021年台积电还大幅扩产28纳米成熟制程的芯片以应对市场产品的紧缺,当年先进制程芯片在台积电全年营收中的占比只有50%,而支撑台积电产能利用率的关键产品仍然是10纳米以上的成熟制程芯片。[2] 目前,车用芯片基本上是28纳米、45纳米以及65纳米成熟制程的天下,只有自动驾驶芯片等少数汽车芯片才需要用到先进制程。航天等工程领域的芯片甚至还在使用微米级别的,虽然使用量有限。如果中国能够在28-60纳米技术级别真正形成不受外部力量干预的产业链,就有了技术不断进步的产业基础,同时形成另一种竞争优势。中国工业有一项世界上最强的能力:只要学会做某种产品,就可以把这种产品的成本迅速做到世界最低,占据很大的市场份额。如果中国在成熟制程芯片的世界市场上占据主要份额,就会获得讨价还价的地位:如果美国封锁20%的先进制程产品,我们就对等封锁80%的成熟制程产品,从成本的角度看,美国的汽车厂不会去用先进制程的芯片。此外,由于所有垄断了先进制程产品的企业(包括台积电)都严重地依赖成熟制程产品来保持赢利,所以失去这个市场会严重动摇它们封锁中国的自信心。

发挥举国体制优势应对芯片封锁

新型举国体制如何在自主创新上发挥有效作用?发展全自主制造要求全部采用国产设备和国产材料,这需要一个过程,不会一夜之间达成。但是我们要按照这个目标建立起我们的集成电路产业基础。一旦形成这个基础,中国上游的设备企业和材料企业就可以加入技术进步的链条,下游的芯片设计发展就不会受美国的限制。抓住这个关键点就可以把整个产业链打通。

当年“两弹一艇”(原子弹、导弹、核潜艇)的成功,“中央专委”这个特殊机构发挥了重要作用。在讨论新型举国体制时,我们的研究发现,历史上的举国体制的根本特点,是必须成立一个直接对最高领导层负责的特殊决策和执行机构,去执行和完成国家的重大战略任务,否则很难动员举国的力量。对于今天的中国工业体系来说,在我们自己的大飞机项目做成之后,要集中面对集成电路这个工业级的短板,这是中国必须要解决的重大任务。“两弹一艇”项目为今天集成电路产业基础的建设,树立了一个很好的榜样。党中央可以成立一个类似于中央专委的机构,向上对党中央直接负责,向下直接抓这个项目,因为任何一个部门都难以应对这个重大任务。重大任务一定要以培育各个环节之间形成需求和供应关系的产业链及其自主循环的能力为总目标。实现这个目标既要依靠市场机制,又不能完全依赖市场机制。换句话说,由于中国集成电路工业的发展必须依靠通过市场竞争成长的企业,所以发展这个工业既要依托市场机制,又要对包括市场机制在内的各种力量进行统一协调,否则难以突破。因此,发展集成电路工业就需要新时代的“中央专委”来直接领导集成电路的重大任务。

发展自主的制造能力是打通中国集成电路产业链的关键环节,项目的成败要遵循市场化原则。坚持市场化原则有两个含义:第一,项目完全依托企业去做,无论是现有企业还是新建企业,企业的数量也可以不止一个。项目成功的最终保证是企业的能力成长。第二,项目成败的标准是能不能生产出在价格和性能上符合市场需要、有市场竞争力的产品。对设备和材料企业来说,就是生产线能不能用,而且所有的产品产出必须是可以大批量生产的产品,必须是有工业规模的。实施全自主制造项目还必须依靠市场机制之外的协调。自主制造项目的目标包括以生产线来拉动设备和材料的自主开发,并为自主设计的芯片提供制造服务,所以项目的实施必须伴随产业链上众多企业的合作。在现有的结构条件下,是无法迅速形成这种合作的(至少会出现超过企业承受能力的财务风险),必须由执行重大任务的国家机构来直接协调。这种协调的根本原则就是,生产线必须使用国产设备和材料,设备和材料企业的产品必须符合生产线的要求,芯片设计企业必须支持生产线的制造和试验,并以此作为资助企业的唯一理由。当然,某些协调工作可以部分地通过市场机制进行,但实现全自主制造是这个重大任务的根本性质。

抓住全自主制造,国家就抓住了扭转市场结构的杠杆。国家从政策上支持全自主制造的芯片销售,就为设备和材料企业提供了销路和技术进步的机会。当产业链上所有的中国企业都能够形成彼此之间的供应和需求联系,当所有的国产技术都能够得到应用的机会,中国集成电路的产业基础就形成了,就有条件主要依靠市场竞争的力量来推动产业的发展。

卡住需求,给中国本土芯片企业发展机会

美国打压中国的手段是管制半导体的供应,那么中国就应该而且可以管制半导体的需求。几年来,美国既想卡住中国的脖子,又想在中国市场上赚钱;那么中国的应对之道就是既然你想卡我,我就不让你赚钱。美国的“核武器”是技术,中国的“核武器”是市场。有市场、没技术,可以发展技术;有技术、没市场,最后技术也是死路一条。总之,中国绝不能让美国鱼和熊掌兼得。荷兰光刻机巨头阿斯麦(ASML)的营收主要是成熟制程的DUV光刻机,而不是最先进的。现在美国要求本国的企业停止对中国提供高端芯片制造设备,要求其同盟国参与对中国工业的围堵。如果美国和其他美国同盟国的企业这么做,相当于卡住了中国芯片产业链企业的供给,我们可以要求任何一个执行美国对华制裁令的企业在中国市场销售时,接受中国政府的审查。这些企业就需要掂量,是对方先动手制裁中国,而不是中国在违反什么自由贸易的规则。

如果阿斯麦要追随美国的政策停止对华出口最先进的光刻机,我们执行对等的制裁之后,可以在市场上封杀它的普通光刻机的销售(其实普通光刻机的销售数量和金额更大)。这样做,可以使中国企业的光刻机更容易打开国内市场。同理,中国中低端芯片领域的企业可能就有了更多的发展机会,谁也阻挡不了能做低端产品的企业继续向高端挺进。

总之,我国有必要做出抉择,针对美国政府以通盘策略从各个层面对中国展开技术封锁,我们应该对他们进入中国市场进行管制,比如凡是在技术领域制裁中国的外国企业,对其订单实施管制。

同时,我们必须坚定不移发展中国集成电路的本土产业链,特别是把芯片制造设备和芯片材料领域等短板发展起来。通过国家层面的权威机构,集中协调,把发展集成电路工业定义为重大任务。这个任务比“两弹一艇一星”更复杂,因为它涉及更多的企业成长、市场竞争和间接政策协调的内容。这种复杂性对完成重大任务的特殊机构提出了更高的要求。

面对技术封锁,要在斗争中求合作

有一些人担心,如果中国搞全自主制造,中国和美国及其同盟国的关系可能会越来越僵,甚至短期内美西方会加快与中国的脱钩。

事实上,脱钩对谁都不好,这是我们的出发点。但是如果对方强行跟我们脱钩,我们必须还手。当美国及其企业正在执行对华技术禁令的同时,不能让美国企业再赚中国的钱。美国有美国的优势,但是我们要看到自己的优势。我们要看到,非常齐全的工业体系是中国的战略资产,是中国力量的源泉,是中国的优势。这个工业体系包括低端,也包括高端,无论技术研发服务还是劳动密集型都很重要,不分高下,不能相互替代。

前几年中国在去产能和转型升级的过程中,大量低端产能被迫关停并转,这对中国工业体系造成很大冲击。因为传统工业是高技术工业最大的客户,大规模压缩传统工业,高技术工业也会受到影响。就集成电路行业来说,华为等企业的高端技术被卡脖子引起全民讨论,但是我们要看到这些高端技术背后有大量的低端企业为基础,为这个行业的技术突破提供了基础条件。中国之所以对集成电路有这么大的需求量,就是因为中国的下游工业发展得好,反倒把上游的短板凸显出来,这就更加紧迫地要求中国工业在上游突破。如果有人认为应该以消灭下游产业为代价来发展上游产业,那是“缘木求鱼”的做法。试想2020年中国工业转产口罩,在新冠肺炎疫情暴发后,口罩很快成为全球公共品,为全球抗疫做出重要贡献。口罩除了熔喷布等材料是高技术,生产环节都是低端劳动密集型的制造,但是它不可或缺。因此,我们必须坚持工业的全面发展,在这个前提下进行重点突破。

中国如何做到既不脱钩,又能在集成电路领域建立我们的自主制造?自主创新并不是关起门来搞技术,而是坚持自己做技术,但也要向别人学习。那么,怎么去实现既能与美国和其他西方同盟国平等合作,又可以实现自主创新?我们的战略应该是在斗争中求合作,在开放的条件下坚持自主做技术、做产业。如果我们放弃斗争,就会被美国单方面“卡脖子”。

我们要发挥自己的优势,做我们自己应该做的事。我们并不指望在半导体工业的所有领域都只有中国企业最强。我们希望与世界共存,建立平等的贸易关系,彼此都有各自的优势,但我们不接受像美国那样可以肆无忌惮地把别人卡死的不平等关系。中国越退让,招致的打击就会越多。因此,这时候中国的拳头要硬,要有可以扼住对方“咽喉”的功力。

(编辑  季节)



* 路风,北京大学政府管理学院教授。

[1] 数据来源:美国半导体工业协会和波士顿咨询公司在2021年的联合报告《在不确定的时代强化全球半导体供应链》。

[2] 数据来源:台积电2021年第4季度运营报告。

相关阅读

热门话题

关注医改,没有健康哪有小康

2009年启动的新一轮医疗改革,明确医改的目的是维护人民健康权益,要建立覆盖城乡居民的基本医...

查看更多

新常态下装备制造业路在何方

2015年4月22日,由中信改革发展研究基金会牵头,邀请行业内部分重点企业领导人和管理部门&...

查看更多

>

2024年04期

总期号:299期

2024年03期

总期号:298期

2024年02期

总期号:297期