中國當前的首要任務(wù)之一是縮小本國在半導(dǎo)體技術(shù)上與國際先進水平的差距,但目前,仍需克服一些重大障礙。
目前,中國是全球計算機芯片第一大進口國。中國對于外國技術(shù)的高度依賴促使其迫切希望加快本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。尖端集成電路(Integrated circuit,簡稱IC)可能會成為未來數(shù)位應(yīng)用發(fā)展的主動力,因此,發(fā)展半導(dǎo)體技術(shù)對中國實現(xiàn)科技強國的目標至關(guān)重要。
盡管中國持續(xù)為本土芯片制造投入巨額資金,但從中短期來看,中國芯片技術(shù)水平仍然遠落后于世界先進國家。
華美銀行科技與高成長企業(yè)業(yè)務(wù)執(zhí)行總監(jiān)鄭詩緯(Calvin Cheng)表示:「對中國來說,尋找芯片設(shè)計和制造人才無疑是一個巨大的挑戰(zhàn),但其近期想要獨立發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的決心,將有望吸納更多人才。」
戰(zhàn)略與國際研究中心(Center for Strategic and International Studies,簡稱CSIS)的報告指出,2019年,中國使用的芯片中僅有16%是由本土制造,其中約一半是由外國公司生產(chǎn)的。中國的目標是在2025年實現(xiàn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)自給率達到70%,并在2030年達到國際先進水平。然而,產(chǎn)業(yè)分析師認為,這些發(fā)展目標將很難達成。
為了彌補自己的短板,中國本土的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)仍持續(xù)高速發(fā)展。中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(China Semiconductor Industry Association)的統(tǒng)計顯示,在過去15年里,中國的半導(dǎo)體產(chǎn)值已增長近14倍,目前,年均增長率在16%到20%之間。
中國的市場調(diào)研公司Daxue Consulting的項目負責(zé)人邁克·文肯堡(音譯,Mike Vinkenborg)表示:「中國能以多快的速度趕上世界領(lǐng)先的半導(dǎo)體生產(chǎn)商還有待觀察。我認為可能需要至少十年的時間。但可以肯定的是,近期美國對于中國部分企業(yè)的制裁增強了其發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)的決心?!?/span>
設(shè)計方面
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)包括許多子行業(yè),而這些行業(yè)影響著中國在全球競爭力方面的排名。在關(guān)鍵的設(shè)計領(lǐng)域,中國企業(yè)已經(jīng)學(xué)會運用全球最先進的技術(shù),并在一些重要的半導(dǎo)體應(yīng)用領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。在智能型手機使用的半導(dǎo)體方面,華為(Huawei)的全資子公司海思半導(dǎo)體(HiSilicon)、紫光集團(Tsinghua UNISOC)、中興通訊(ZTE)、小米集團(Xiaomi),以及阿里巴巴(Alibaba)等都是國際市場中不可小覷的重要競爭者。甚至有人認為華為的麒麟芯片(Kirin chipset)是世界上最先進的芯片之一。
然而,在存儲器和邏輯設(shè)計(CPU處理器/GPU圖形處理器)等關(guān)鍵的半導(dǎo)體垂直領(lǐng)域,中國企業(yè)的設(shè)計和商業(yè)市占率仍遠遠落后于西方同行。
歐亞集團(Eurasia Group)全球科技政策總監(jiān)保羅·特里奧洛(音譯,Paul Triolo)表示:「由于缺乏產(chǎn)業(yè)競爭前沿所需的人才、技術(shù)和商業(yè)信譽,中國企業(yè)難以降低對西方半導(dǎo)體的依賴程度,而在《中國制造2025》中所制定的國內(nèi)發(fā)展目標,也已被證明是不切實際的。雖然與十年前相比,中國企業(yè)已經(jīng)取得了長足的進步,但中國仍無法在行動裝置半導(dǎo)體以外的市場獲得顯著的市占率。」
中國制造業(yè)的發(fā)展瓶頸
開發(fā)微型IC是目前半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的趨勢。晶體管之間的距離越小,每平方英吋的計算能力就越強。這也是為什么7納米芯片比14納米芯片更強大。來自臺灣的全球領(lǐng)先芯片制造公司臺積電(TSMC)目前正在研發(fā)2納米芯片,預(yù)計將于2025年推出。
目前,中國還沒有能生產(chǎn)制造先進芯片的半導(dǎo)體工廠(或代工廠)。中國最現(xiàn)代化的代工企業(yè)——中芯科技(Semiconductor Manufacturing International Corporation,簡稱SMIC)在上海的子公司也直到2019年底才開始生產(chǎn)14納米芯片。這表明SMIC的芯片制造水平大約落后了南韓、臺灣和美國的代工廠10年,至少2代技術(shù)。
特里奧洛表示:「在半導(dǎo)體和設(shè)備制造相關(guān)領(lǐng)域,中國企業(yè)仍落后于全球領(lǐng)導(dǎo)者。雖然SMIC聲稱能制造出先進的14納米芯片,但目前還沒有達到商業(yè)生產(chǎn)水平。7納米以下的高端芯片需要使用更先進的光刻設(shè)備,而美國政府目前禁止向中國出口該設(shè)備。因此,當領(lǐng)導(dǎo)全球技術(shù)的TSMC、三星(Samsung)和英特爾(Intel)生產(chǎn)的納米級別越來越小時,SMIC卻只能停留在量產(chǎn)28納米的水平?!?nbsp;
技術(shù)產(chǎn)業(yè)備受支持
如果中國無法在未來十年成功縮小與國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的差距,那絕不會是因為資金不足。中國于今年初就制定了「十四五」規(guī)劃,承諾要將中國發(fā)展成為一個獨立的「科技強國」。
在2025年之前,中國預(yù)計將投資1萬4千億美元用于發(fā)展數(shù)位經(jīng)濟,并計劃透過未來五年規(guī)劃草案中提到的一系列措施,加快研究、教育與融資,著重發(fā)展本土的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。事實上,自2014年以來,中國已在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投入數(shù)十億美元,且持續(xù)為芯片制造商創(chuàng)造更有利的稅務(wù)環(huán)境。中國官方備案企業(yè)征信機構(gòu)企查查(Qichacha)的數(shù)據(jù)顯示,在政府投資的帶動下,僅2020年前9個月,中國就有1萬3千多家企業(yè)注冊為半導(dǎo)體公司。
雖然中國自上而下的投資一直未能達到預(yù)期的效果,但也不應(yīng)無視其近期在半導(dǎo)體領(lǐng)域所做的努力。此前,中國提供的支持并未被有效利用,且主要適用于國有企業(yè)。但如今,中國科技產(chǎn)業(yè)越來越重視在半導(dǎo)體等重要技術(shù)領(lǐng)域的自給自足能力,這將會大力推動該產(chǎn)業(yè)的進步。
「這種程度的投資很重要,而且會產(chǎn)生積極的影響。盡管并不是每一筆投資都能得到有效利用,但我認為,未來我們會看到越來越多中國智能型手機使用國產(chǎn)芯片?!刮目媳ふf道。
不過,幾乎無上限的資本并不能保證中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)能夠達到預(yù)期的發(fā)展水平。缺乏創(chuàng)新能力與經(jīng)驗豐富的尖端工程師仍是中國需解決的重大障礙。
特里奧洛說道:「短期內(nèi),中國的半導(dǎo)體企業(yè)仍會處于落后地位。雖然在某些特定領(lǐng)域可能會取得進步,但要全面實現(xiàn)自給自足,中國還有很長的路要走?!?/span>
香港城市大學(xué)(City University of Hong Kong)教授、中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)專家道格拉斯·富勒(音譯,Douglas B.Fuller)博士指出:「目前,中國解決問題的方法是大量投入資金,而不是針對具體問題進行有策略地投資和選擇最適合的企業(yè)。此外,中國在最感興趣的存儲器制造領(lǐng)域也存在人力資本缺口?!?/span>
加強人才儲備
中國目前正在采取措施以期在國內(nèi)培養(yǎng)更多半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)人才。2020年,中國批準了IC大學(xué)課程,增設(shè)IC設(shè)計與生產(chǎn)科系,希望透過強化教育資源,提高IC教育對中國學(xué)生的吸引力。
中國首間IC大學(xué)于2020年10月成立。據(jù)新聞報導(dǎo),與傳統(tǒng)大學(xué)相比,南京集成電路大學(xué)(Nanjing Integrated Circuit University ,簡稱NICU)更象是一家「人才培訓(xùn)機構(gòu)」,該校的學(xué)生是已具備基本專業(yè)知識或想要從事半島體相關(guān)工作的大專院校畢業(yè)生,職業(yè)課程的導(dǎo)師將由經(jīng)驗豐富的芯片工程師、產(chǎn)業(yè)專家和大學(xué)教授擔任。
除了專注培養(yǎng)年輕人才,中國芯片制造商也試著以優(yōu)渥的工作待遇來吸引本土和海外的芯片工程師。資本充沛的新興企業(yè)由于經(jīng)驗不足,對人才的需求極為強烈,加之本就激烈的產(chǎn)業(yè)競爭環(huán)境,導(dǎo)致該產(chǎn)業(yè)人才的薪資飆漲。但另一方面,令人擔憂的是,不斷跳槽的人才可能無法發(fā)揮其潛力,致使中國本就稀缺的本土芯片人才資源被浪費。
跨境招聘
中國半導(dǎo)體公司也著眼于國際人才市場。有媒體報導(dǎo)稱,近年來,有3千多名臺灣半導(dǎo)體工程師跳槽到中國大陸從事高薪工作。根據(jù)臺灣經(jīng)濟研究院(Taiwan Institute of Economic Research)的資料,該人數(shù)已占臺灣半導(dǎo)體研發(fā)工程師的10%左右。
雖然中國大陸企業(yè)招募臺灣地區(qū)的半導(dǎo)體工程師已不是新聞,不過近五年來,跨海峽就業(yè)的高階工程師人數(shù)明顯增加。TSMC一直是最受中國芯片企業(yè)青睞的人才引進管道。據(jù)媒體報導(dǎo),泉芯集成電路制造有限公司(Quanxin Integrated Circuit Manufacturing ,簡稱QXIC)和武漢弘芯半導(dǎo)體制造有限公司(Wuhan Hongxin Semiconductor Manufacturing Co. ,簡稱HSMC)均聘請了50多名前TSMC員工,且這兩家公司都曾由前TSMC高階主管領(lǐng)導(dǎo)。目前,兩家公司都在努力研發(fā)14納米和12納米芯片。
盡管如此,短期內(nèi)中國的半導(dǎo)體人才缺口預(yù)計仍將持續(xù)擴大。根據(jù)中國工業(yè)和信息化部(China's Ministry of Industry and Information Technology)的報告,至2021年底,中國對這類人才的需求預(yù)計將達到72萬,然而,截至2018年底,中國卻只有46萬名半導(dǎo)體專業(yè)人士可用。
長期來看,中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)前景尚不明朗。許多人認為,中國的半導(dǎo)體泡沫很有可能會破裂,并會因多家初創(chuàng)企業(yè)倒閉而導(dǎo)致大量失業(yè)。2020年底,HSMC的半導(dǎo)體工廠因資金嚴重短缺而被當?shù)卣庸埽@很可能是泡沫破裂的前兆。曾在TSMC任職的HSMC董事長目前已經(jīng)離職,而公司其他人員的命運仍懸而未決。
設(shè)備瓶頸
除了缺乏工程師,中國半導(dǎo)體行業(yè)還面臨著嚴重的設(shè)備瓶頸。極紫外光(EUV)微影技術(shù)能縮小IC電路圖案,是制造尖端芯片的關(guān)鍵。荷蘭的艾司摩爾(ASML)是唯一一家為芯片制造商提供EUV微影技術(shù)的商業(yè)供應(yīng)商,但在美國的游說下,荷蘭政府一直限制向SMIC或其他中國企業(yè)出口該技術(shù)。
「對SMIC來說,想要從ASML獲得先進的微影技術(shù)仍困難重重,除非喬·拜登(Joe Biden)總統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)的美國政府放寬要求,允許ASML出口該系統(tǒng),但目前看來可能性不大。中國企業(yè)在發(fā)展制造半導(dǎo)體所需的高端工具方面取得了階段性進展,但在制造工藝方面還是落后很多。」特里奧洛說道。
未來發(fā)展重點
對于未來十年中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)能夠發(fā)展到何種程度,各方看法不一。過去,華為等公司可輕易獲得臺灣等地的尖端制造技術(shù),但現(xiàn)在必須進行評估并著手建立可替代的生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)。盡管巨額投資和優(yōu)惠的政策環(huán)境有所幫助,但本土人才的短缺,以及先進制造技術(shù)和經(jīng)驗的缺失有可能在一定的時間內(nèi)限制中國的半導(dǎo)體業(yè)發(fā)展。
在大量風(fēng)險投資的支持下,中國目前有幾家芯片企業(yè)重點專注于人工智能(AI)、智慧城市、自動駕駛和數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域。一些傳感器和工業(yè)芯片企業(yè)也開始進軍醫(yī)療保健和消費電子產(chǎn)品等重要市場。
華美銀行的鄭詩緯指出:「政府支持力度的持續(xù)加大、向芯片初創(chuàng)企業(yè)注資的不斷增加,以及中國媒體對于發(fā)展國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)必要性的廣泛報導(dǎo),使人們樂觀地認為實現(xiàn)自給自足的目標終將會實現(xiàn)。但在中短期內(nèi),中國芯片產(chǎn)業(yè)將何去何從,仍會是全球持續(xù)關(guān)注的焦點?!?/span>