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中国半导体产业威胁美国安全?芯片战略储备仍很薄弱

发布时间:2017-01-09 17:25:40  来源:钛媒体  东方亦落  编辑:贺飞  背景:
中国半导体产业威胁美国安全?芯片战略储备仍很薄弱

  近日,白宫发布了正文内容长达32页的《给总统的报告:维持美国在半导体行业的领军地位》。报告中称,中国半导体技术的发展已对美国芯片制造商及美国国家安全造成了严重威胁,并建议美国应对中国芯片行业采取更加严苛的审查制度。

  实际上,这并非美国首次对中国半导体行业发布类似言论,当然这其中很大程度上蕴含着政治因素,不过也从另一方面说明了中国半导体产业在技术等层面取得了极大的进步。然而,中国半导体行业的发展真到了白宫报告中所指的程度吗?或许抛开政治纷争,从技术和产业的发展现状来分析,能够更透彻地看到事件的本质。

  一、中国半导体技术有进步,但尚未达到顶端

  白宫报告指出,在过去的十年,中国在半导体设计与制造领域获得领先地位,在这一行业中,中国至少投入了1500亿美元。若美国想继续维持在这一领域的竞争力,就必须采取一些应对措施。

  无独有偶,去年11月,美国商务部长Penny Pritzker在Center for Strategic Studies演讲时称,中国政府对半导体行业的大规模投资可能会使全球集成电路市场扭曲,致使破坏性产能过剩并扼杀创新。

  抛开政治成份不看,这些言论都能够从侧面证明中国半导体行业取得了极大的进步,以至于让美国感到恐慌,而急于采取遏制政策。不过,从技术角度来看,中国半导体行业尚未达到美国所说的地步。

  一直以来都有观点认为半导体是劳动密集型行业。但事实是,在半导体行业中,人力成本所占比重非常轻微。一个现代化的半导体工厂,工程师对工人的比例约为4:1。之所以看起来像劳动密集型行业,是由于其景气度波动较大且技术迭代迅速,投资巨大,因而需要积聚效应。

  半导体是由技术主导的领域,利润率高达40%的同时也有着包括自动化、光学及精密制造技术在内的高门槛,而制造设备是半导体制造技术中最为核心的部分。采用怎样的设备,决定了一个工厂工艺技术的最高点。在这个方面,美国、日本、荷兰具有压倒性优势,而中国及韩国在这方面基本处于空白。

  尽管设备决定工艺极限,但芯片制造也是极为复杂的过程,在拥有特定设备的情况下,还需要基于此的工艺流程、器件优化以及建立芯片模型等。这个部分对技术的要求极高,而且影响很大。当年美国半导体公司AMD正是因为在0.13um工艺研发中出错,才错过了赶超英特尔的绝佳时机。

  在国内,台湾的出口政策相对来说比较宽松,加之台湾芯片制造商宝岛在上个世纪80年代起实行了专攻芯片代工的半导体技术发展策略并取得成功,因此其制造工艺仅次于英特尔。

  而大陆则由于起步晚及遭受先进工艺设备的出口管制,和业界水平尚存差距,不过差别仅在两年左右,并不是很大。

  从芯片设计方面来看,人才是最为重要的。由于美日芯片产业经历了长时间的发展,因此在各类芯片设计上不乏人才。国内的芯片设计公司多是专注于某种特定类型芯片的设计,特定类型芯片的设计水平与主流同步,而在通用的高性能芯片方面与美日尚存差距。

  美国长期发展形成了完善而成熟的学术体制及浓厚的科研氛围,使得其在半导体行业处于领先地位,这种体系会使得它们占据几乎一切顶尖的学术资源并吸引后继人才。同时,硅谷半导体技术曾经的成绩也让美国把持着将科研内容转为工程实用的大批资源。因此,中国半导体技术的发展尚未达到对美国造成威胁或扭曲全球集成电路市场的程度。

  二、中国半导体行业逐步崛起,或因遏制政策举步维艰

  从行业角度来看,中国的半导体行业存在缺陷,但也正逐渐崛起,且发展空间极大。

  纵观全球半导体行业,美国掌握了多数标准并指导其发展,从英特尔在行业中的地位可见。与之相比,中国在独立设计和开发创新方面能力相对较低,但在底层制造发展空间较大。

  近年来,中国在代工制造方面处于上升阶段,许多传统领域的代工技术在全球已处于领先地位,那么可以期待在半导体制造业也发展至领先地位。中国有着天然的劳动力优势,并且由于日韩及新加坡等地在此方面略有衰退,给了中国很大的上升空间。

  根据咨询管理公司麦肯锡公布的研究数据表明,全球30%~40%的嵌入式系统及超过半数的PC系统中都包含着中国设计元素。据预测,中国很快会对全球50%的硬件设计产生极大的影响。

  此外,本土半导体代工厂进步较大,如中芯国际和高通联合生产了28nm骁龙芯片。国际半导体工艺正处于转折点,摩尔定律的进一步延伸也遭遇成本和良率障碍,因此28nm或许会成为应用最为广泛的工艺。

  在技术层面上,中国也有不小的进步。去年三月,中科院计算技术研究所发布了全球首个能够深度学习的神经网络处理器芯片“寒武纪”,并提出了国际上首个深度学习指令集和处理器架构。

  所谓指令集,就是计算机软硬件生态体系的核心,ARM和Intel都是通过其指令集实现了对嵌入式生态体系和PC的控制。因此,“寒武纪”在深度学习处理器指令集方面取得的开创性进展,为我国在半导体领域的前进提供了强有力的技术支撑。

  由此可见,中国在半导体领域取得了长足的进步,并正在逐渐崛起。然而,这确实也引起了美国的注意及恐慌。

  白宫的报告中提道:“我们认为,中国的政策正在削减美国所占有的市场份额,威胁到美国的国家安全。”

  相应的,美国可能会对其知名企业或与中国有大量业务往来的企业进行反垄断、反倾销及税务调查。并且在此报告发布前,美国就已频频采取措施针对中国芯片产业。比如限制美系半导体元器件企业供应给中兴,比如干预宏芯投资基金对德国芯片企业爱思强的收购计划,最终导致其失败。

  中国在高端设备方面几乎都要靠进口,原材料供应商极度缺乏,美国无疑是最主要的贸易伙伴。而此次白宫的报告及接下来美国将采取的抑制政策,很有可能让中国在半导体行业中举步维艰。

  三、严密审查亦是机遇,建立核心战略储备或迎来转机

  中国半导体行业之所以被美国牵制,说到底还是因为核心技术的缺乏。美国的政策甚至可以说是简单粗暴,但我们却颇有无可奈何的意味。尽管我们在半导体的技术和行业方面皆有进步,但在核心芯片领域仍处于“裸跑”状态,想要打破这个局面,需要建立属于自己的芯片战略储备。

  中国国力日盛,在物资、石油、粮食等方面都有储备计划,但在光通讯器件、高端射频以及复杂传感器等方面,依然缺乏自给自足的能力,因而更加需要去探索和思考。

  比如可以在用本土器件替换国外器件方面采取一些激励制度及相关的财税政策,帮助本土的半导体集成电路公司发展壮大。同时加强知识产权的保护力度,实现产学研一体化应用,让社会的资金更愿意参与进来,加快半导体行业核心技术研发的步伐。

  如何建立储备体系?没有标准答案,没有一定之规,只能慢慢去摸索。白宫报告对中国的半导体产业无疑是一次压力,但否极泰来,压力也能够被转化为动力。前提是一定要具备宏观上的意识和魄力,未雨绸缪,才可能将危机变为转机,尽早研发出核心技术,早日实现战略储备,让中国的半导体行业不再受人牵制。

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