國家很早就重視半導(dǎo)體，為什么現(xiàn)在我們還被限制？

作者丨汪濤，獨(dú)立學(xué)者，中央民族大學(xué)客座教授

近來，美國對華為等中國科技企業(yè)的限制和制裁，越來越升級。簡單來說，就是從半導(dǎo)體行業(yè)尤其是芯片制造上對中國企業(yè)進(jìn)行各種限制。今天，我們就來說說芯片、半導(dǎo)體和其他行業(yè)的技術(shù)發(fā)展情況。

國家很早就重視半導(dǎo)體，為什么現(xiàn)在我們還被限制？

中國早就在大力推動半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，為什么現(xiàn)在還被美國限制，且受影響面如此大呢？ 回顧歷史，中國半導(dǎo)體行業(yè)的起步并不算太晚。 1953年，中國第一個五年計(jì)劃期間，蘇聯(lián)援建的北京電子管廠（774廠）一度是亞洲最大的半導(dǎo)體晶體管廠。 它也是京東方的前身。

改革開放后又先后進(jìn)行了發(fā)展集成電路的“908”和“909”工程。 雖然，我們在相當(dāng)長時期與世界先進(jìn)水平一直有差距，但在美國開始全面在半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)χ袊拗浦?，這個差距已經(jīng)大大縮小了。 但是，因?yàn)槎喾矫娴脑?，這個領(lǐng)域中國追趕世界先進(jìn)水平的困難遠(yuǎn)大于其他領(lǐng)域，原因如下：

技術(shù)發(fā)展太快

可以說，半導(dǎo)體芯片是當(dāng)今世界科技發(fā)展速度最快的領(lǐng)域。

根據(jù)摩爾定律，芯片的集成度、運(yùn)算能力等每18個月提升一倍。并且，這個定律從半導(dǎo)體集成電路技術(shù)出現(xiàn)的一開始，一直到2010年之后都與實(shí)際發(fā)展過程高度吻合。2010年之后雖然摩爾定律的速度有所放慢，但只是倍增的周期有所拉長，芯片行業(yè)仍在以指數(shù)規(guī)律發(fā)展。

這樣的發(fā)展速度在人類科技史上是空前的。它也帶動了整個IT業(yè)以指數(shù)的速度迅猛發(fā)展。正因?yàn)檫@個領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展太快，使得學(xué)習(xí)模仿的后發(fā)優(yōu)勢難以得到發(fā)揮——學(xué)習(xí)的速度跟不上領(lǐng)先者進(jìn)步的速度。

雖然表面看來芯片集成度以規(guī)律性的速度在提升，但并不意味著只是單純的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)步，而是每過一段時間，基本技術(shù)架構(gòu)、生產(chǎn)技術(shù)工藝體系等都可能發(fā)生顛覆性的變化，并不是原來技術(shù)體系改進(jìn)性的進(jìn)步就可以長期滿足需要的。 一旦在相應(yīng)顛覆性技術(shù)進(jìn)步時方向判斷失誤，會使原來的芯片巨頭很快陷入衰落。

現(xiàn)在中國在芯片領(lǐng)域呈現(xiàn)了超越的勢頭，一方面是中國技術(shù)全面的進(jìn)步和積累，另一方面也是芯片技術(shù)進(jìn)步的速度在放慢，這給了趕超者更好的條件。

涉及領(lǐng)域太廣

芯片上游產(chǎn)業(yè)涉及的領(lǐng)域太廣，使得單純某些領(lǐng)域的進(jìn)步甚至突破，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以跟上整個芯片行業(yè)的發(fā)展。例如，現(xiàn)在中國刻蝕設(shè)備已經(jīng)世界領(lǐng)先，可以做到5納米了，芯片設(shè)計(jì)能力也不錯，封裝能力也很高。

但芯片生產(chǎn)涉及的設(shè)備、材料太多，上下游產(chǎn)業(yè)鏈太長。因此，如果不能全面突破，只要有一個關(guān)鍵點(diǎn)上存在薄弱點(diǎn)，理論上就存在被限制的可能。又因?yàn)榧夹g(shù)發(fā)展太快，帶動整個產(chǎn)業(yè)鏈所有環(huán)節(jié)都跟著一起在技術(shù)上高度變化，這使后發(fā)者要進(jìn)行追趕的確困難重重。

美國領(lǐng)先并最為重視

從半導(dǎo)體技術(shù)出現(xiàn)，直到現(xiàn)在的芯片，主要技術(shù)發(fā)明和驅(qū)動者都是美國。芯片是信息產(chǎn)業(yè)的基石，而信息產(chǎn)業(yè)又是今天信息社會的基石，是大量其他領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步的核心驅(qū)動力，因此具有重大的戰(zhàn)略價(jià)值。包括軍事技術(shù)的進(jìn)步等，主要都體現(xiàn)在芯片和信息技術(shù)的進(jìn)步上。

因此，美國從政府到產(chǎn)業(yè)界、金融界對芯片技術(shù)都極為重視，并且大力推動其技術(shù)進(jìn)步。其他國家或地區(qū)發(fā)展部分芯片產(chǎn)業(yè)是可以的，一旦呈現(xiàn)全面發(fā)展的態(tài)勢，美國就會全力打壓。例如，光刻機(jī)現(xiàn)在是荷蘭ASML居領(lǐng)先地位，芯片生產(chǎn)臺積電最領(lǐng)先，日本和韓國都在芯片部分領(lǐng)域領(lǐng)先，這些美國可以接受。

但當(dāng)年美日貿(mào)易戰(zhàn)時，也配合進(jìn)行了科技戰(zhàn)，其中半導(dǎo)體芯片就是美國重點(diǎn)打擊日本的領(lǐng)域之一，就是因?yàn)槿毡驹谛酒I(lǐng)域呈現(xiàn)出了全面超越的趨勢?，F(xiàn)在美國對中國芯片業(yè)全面進(jìn)行打壓，也是因?yàn)橹袊_始在芯片領(lǐng)域呈現(xiàn)出了全面超越的跡象。

芯片技術(shù)的趕超，為啥特別難？

正如前面所介紹的，中國在芯片技術(shù)上趕超的過程特別艱難，是有其特殊產(chǎn)業(yè)原因的。作為對比，其他技術(shù)領(lǐng)域中國趕超起來要容易很多。在國防、軍事等尖端科技領(lǐng)域，從我們建國到現(xiàn)在，始終受到“巴統(tǒng)”——“瓦森納協(xié)議”等限制的，例如2013年美國推動日本對中國高模量的碳纖維進(jìn)行禁運(yùn)。

尖端技術(shù)不僅無法通過引進(jìn)學(xué)習(xí)，甚至產(chǎn)品都難以買到。中國在長期的受限制甚至禁運(yùn)的環(huán)境中，不斷完成了絕大多數(shù)科技領(lǐng)域接近甚至趕超世界先進(jìn)水平的歷史積累。芯片是剩下的美國可以有效對中國進(jìn)行限制的幾乎唯一領(lǐng)域。

我們有哪些技術(shù)世界領(lǐng)先？

從總體上說，中國科技已經(jīng)處于越來越跟緊美國，并開始甩開第二梯隊(duì)的歐洲與日本的地位。有部分領(lǐng)域的超越，如在大型的工程機(jī)械、高鐵、5G系統(tǒng)、導(dǎo)彈、量子技術(shù)、太陽能、風(fēng)能等。

客觀地說，現(xiàn)在中國超越美歐的領(lǐng)域，一部分是通過改進(jìn)性的提升（功能更多更適用），量上的擴(kuò)大（如把機(jī)械設(shè)備做得更大），產(chǎn)能更大，成本更低等獲得的，真正原創(chuàng)性的超越還是比較少的。

我們自身該如何發(fā)展？

如此說來，似乎中國的科技很快就會領(lǐng)先世界了。是否如此呢？可以說有這個潛力，但很多人也會感覺差距還非常遠(yuǎn)，可以說兩種判斷都正確，原因何在？如果單純從一個又一個技術(shù)領(lǐng)域來分析，可以說中國與世界最領(lǐng)先的水平差距都不遠(yuǎn)了。只要再努力一下，超上或超過距離都不太遠(yuǎn)。但另一方面，就是這“最后一百米”，卻又是難如登天的。關(guān)鍵原因在于：

追趕與超越是完全不同的兩個概念

追趕時即有后發(fā)劣勢，也有后發(fā)優(yōu)勢。后發(fā)劣勢有很多，它換句話說就是領(lǐng)先者優(yōu)勢。如，領(lǐng)先者會吸引更多人才，使落后者更加落后。領(lǐng)先者有更多資金，可進(jìn)行更多投入。會率先建立專利保護(hù)帶，有利于自己的行業(yè)規(guī)則。擁有進(jìn)一步技術(shù)發(fā)展的話語權(quán)。率先研究清楚并控制相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈。率先建立各種行業(yè)保護(hù)帶。無人攔阻，反過來可以對追趕者進(jìn)行各種遏制、專利打壓等。

當(dāng)然，追趕者也有后發(fā)優(yōu)勢。學(xué)習(xí)優(yōu)勢，這是追趕者最大的后發(fā)優(yōu)勢。學(xué)習(xí)有充分的可參考的知識信息，避免各種領(lǐng)先者探索的風(fēng)險(xiǎn)，避免領(lǐng)先者已經(jīng)犯過的錯誤。

產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢，新的產(chǎn)業(yè)開創(chuàng)需要新開拓很多產(chǎn)業(yè)鏈，一個企業(yè)往往難以去建立所有的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)。因此，領(lǐng)先戰(zhàn)略的長期執(zhí)行往往并不是單一企業(yè)可以完成的，它需要大量產(chǎn)業(yè)鏈條上各個環(huán)節(jié)的共同創(chuàng)新和進(jìn)步。這對領(lǐng)先者是一個巨大的挑戰(zhàn)。對于追趕者來說，整個產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)成熟了，因此可以直接利用整個產(chǎn)業(yè)鏈的成熟資源，自己只要做一個最有優(yōu)勢的環(huán)節(jié)就可以了。

中國在從追趕瞬間轉(zhuǎn)向領(lǐng)先者戰(zhàn)略時，需要從學(xué)習(xí)和模仿國外具體的先進(jìn)技術(shù)，轉(zhuǎn)向?qū)W習(xí)和模仿其原創(chuàng)能力。原創(chuàng)能力它是有規(guī)律的，我們現(xiàn)在最需要的就是研究和掌握其內(nèi)在規(guī)律，并且學(xué)習(xí)和研究如何掌握原創(chuàng)性的科技進(jìn)步能力。

未來幾年最大的風(fēng)口

對于未來的科技原創(chuàng)一個最重要的方面，是判斷出主要的科技發(fā)展方向在哪里。我們今天經(jīng)常用“風(fēng)口”一詞來表達(dá)，原因在于全社會的科技推動力往往存在于科技發(fā)展最為迅速的領(lǐng)域。因?yàn)槠浒l(fā)展最為迅猛，它的技術(shù)能力進(jìn)步會進(jìn)而帶動其他領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步。

信息技術(shù)的進(jìn)步速度在摩爾定律的作用下帶動了整個社會的技術(shù)跟著一起進(jìn)步。未來是否還會出現(xiàn)新的這類風(fēng)口技術(shù)，或者是否就只是一個領(lǐng)域具備這樣的能力，我們很難去下結(jié)論。但有一些基本的判斷是可以初步分析一下的。

芯片領(lǐng)域雖然越來越遇到發(fā)展的極限約束，但離真正的不可能再提升的物理極限還有一定空間。如從7納米發(fā)展到2納米。另外各類固體存儲技術(shù)的發(fā)展，如新型閃存、相變存儲、磁存儲等很可能會引發(fā)另一場IT領(lǐng)域的革命性改變。

新能源領(lǐng)域正面臨一場革命性突破的前夜。太陽能和風(fēng)能的成本在2020年已經(jīng)低于火電，并且未來有很大的成本下降空間。這樣也會使新能源替代化石能源的進(jìn)程大大加快。純電動車離平價(jià)進(jìn)入市場也不遠(yuǎn)，并且其改進(jìn)潛力巨大。

這些都會使能源領(lǐng)域和汽車領(lǐng)域發(fā)生革命性的變化，并使這些變革漫延到其他領(lǐng)域。 能源和交通是全社會的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，因此其影響極為深遠(yuǎn)。

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