中国半导体的发展正面临非常关键的时刻，要解决国产化问题。有国内半导体专家认为，一旦我国半导体产业国产化率达到30%~50%，美国的打压将失去意义。而实现卡脖子技术的国产化，需要采取举国体制+产学研协同+军团化运作模式。
文｜游勇 杨意
编｜石兆
01
中国半导体的关键时刻
“中国半导体的发展正面临非常关键的时刻，可以用外忧内患两方面来解释。”8月5日，根据集微网的报道，在一场高峰论坛上，国家“01”专项总师、清华大学教授魏少军给出了这样一个观点。
魏少军指出，所谓的 外忧内患，从外面来看，以美国和西方对中国的打压作为重要的标志，我们的外部形势越来越严峻。从国内来看，中国半导体产业的自主发展也正进入一个关键时刻。
但魏少军也明确表示， 中国半导体产业的发展和兴衰成败，不因某些人、某些事件中断。 在过去的很多年当中，这个行业是靠全体企业家、全体从业人员共同奋斗，才获得今天的成绩。 在未来我们还会受到很多困难，但这些困难都无法阻挡中国半导体的发展。 因为中国半导体产业发展已经取得了长期进步。可以看到不仅仅是设计业，还有制造业、封测业、装备和材料业都在均衡的发展，中国半导体产业在今天的纷乱世界当中，拥有了一定的话语权。
芯片已成为近年来的角力点。可以看到，最近一两年，全球主要国家和地区，无一不在加码半导体产业投资和发展。
竞争激烈的同时，美国还试图通过各种“歪门邪道”打压中国半导体产业。比如，3月底，媒体报道，美国正提议与韩国、日本和中国台湾，成立半导体产业联盟“Chip 4”，对中国大陆“在全球供应链中形成包围圈”，以此孤立和限制中国半导体产业的发展。
对外来看，外部形势越来越严峻，对内，国内半导体产业的自主发展也已经进入一个关键时刻。
根据中国半导体行业协会发布的数据，国内集成电路产业总营收更是在2021年首次突破万亿大关，同比增长18.2%，达到了10458.3亿元。其中，设计业、制造业、封装测试业的销售额分别为4519亿元、3176亿元、2763亿元，同比分别增长了19.6%、24.1%、10.1%。
图片来源：中国半导体行业协会
与此同时，中国依然是全球最大的芯片进口国，占据全球半导体市场的1/3。在高端产品上依然存在较强的进口依赖，在关键的口脖子技术上还任重道远。
02
美国的手段
根据资深半导体专家介绍，美国对中国半导体产业的打压一直未停止过。
今年4月市场调研公司Gartner发布的 2021 年报告显示， 由于美国的制裁，华为旗下芯片企业海思，已跌出全球25大半导体供应商的排名。 Gartner 研究副总裁Andrew Norwood在报告中表示：“海思收入下降了81%，从2020年的82亿美元降至2021年的15亿美元。这是美国制裁该公司及其母公司华为的直接结果。”
根据外媒的报道， 美国还施压荷兰光刻机大厂ASML，禁止其向中国出口高端光刻机。 美国也限制本国半导体设备企业，向中国出口高端设备。
不出意外，美国的芯片法案也将于8月9日正式签署。
美国芯片法案的全称是“芯片与科学法案”，主要涉及两部分：芯片部分是协助厂商扩大生产和研发，比如，由政府提供520亿美元的补贴，包括为投资生产半导体芯片的公司设立了25%的投资税收抵免优惠，金额预计达240亿美元。英特尔透露，通常来说建造建造一座新的晶圆厂，成本大概需要100亿美元，而在“芯片法案”下，企业能节省30亿美元。
而科学部分则是预计投入2000亿美元，鼓励半导体、人工智能、机器人、量子计算等各领域的科研创新，并加强美国在基础科学方面的教育。
这项由美国政府主导的法案酝酿了三年之久，总规模高达2800亿美元。表面上看，美国想发展本国半导体制造业，创造更多的税收和岗位，毕竟美国曾经拥有全球无可匹敌的半导体制造优势。1990年，其芯片产能在全球占比高达40%，然而，近二三十年来，美国在全球半导体制造市场中的份额一直在稳步下降，目前仅占 12%左右。
但更深的用意是结盟遏制中国半导体产业的发展。
美国不仅补贴本国企业，也找了全球芯片制造排名第一和第二的台积电和三星，要求他们去美国建厂。
该法案规定， 要想拿到美国政府的补贴和资助，必须承诺不在中国大陆地区增加先进芯片的产能，在未来10年内禁止在中国大陆投资或新建高端半导体工厂。 目前，像台积电在中国大陆的投资，主要以16纳米和28纳米等成熟制程的芯片工厂为主。
其实，从成本和人才角度，芯片制造企业去美国设厂并不划算。台积电创始人张忠谋几次对外表示，一方面，在美国制造的成本令人望而却步。台积电奥勒冈州工厂的25年制造经验可为明证，该厂能获利，但几乎放弃扩建。他说：“在当初比较成本上，我们太天真，在美国制造芯片的成本比中国台湾贵50%。”另一方面，美国芯片制造业没有扩张和成功所需要的人才库。
对此，美国国内也有批评的声音，认为该法案违反了自由市场原则。事实上，芯片企业自身的竞争相当激烈。三星、台积电和英特尔都在先进制程上你追我赶。当美国提出芯片法案时，三星等企业就表达过这方面的顾虑，觉得美国的政府补贴很难对企业一视同仁，会厚此薄彼。而英特尔甚至建议“美国纳税人的钱应该只流向国内公司”。
不过，美国的胡萝卜加大棒的做法正在发挥作用。
目前，台积电正在美国亚利桑那州建造一座价值120亿美元的5纳米制程晶圆厂，预计于2024年投产。三星在2021年也宣布正在美国德克萨斯州投资170亿美元，新建一座晶圆代工厂。而2022年7月，SK集团宣布在美国投资220亿美元的半导体、电动汽车电池和绿色技术，包括新的先进芯片封装厂。
台积电美国建厂 图片来源：台积电
事实上，这几家半导体企业在中国大陆本来也有不少投资。
比如，三星2012年在西安建设了存储芯片工厂，累计投资约260亿美元，是韩国最大的外国芯片项目之一。根据TrendForce去年底的数据，西安工厂占三星全球NAND闪存产能的43%，占全球总产能的15%。
然而，美国对中国半导体的打压没有停留在去哪里设厂上，美国的手段基本是不遗余力。
今年3月，美国政府就提议与韩国、日本和中国台湾组建“芯片四方联盟”（Chip4），想把中国大陆排除在全球半导体供应链之外。
业界认为，这在破坏全球半导体产业链。比如，以韩国为例，一方面，中国是韩国半导体企业最重要的市场，韩国出口的60%的芯片流入中国市场。另一方面，韩国三星电子和SK海力士等在中国建有体量庞大的工厂。
03
如何解决发展与卡脖子问题
如今，再回首中国半导体产业的发展史，外界常常会用 “芯酸”二字来形容。“芯酸”无疑是个典型的谐音梗，但其背后却是中国半导体行业无数从业者，在芯片领域的一场艰辛奋斗史。
中国的芯片产业发展并不比日本晚。 1956年，国内就已经发起“向科学进军”的口号，并同年发布的《1956～1967年科学技术发展远景规划》中，将半导体技术列为了国家四大紧急措施之一。4年后，以中科院半导体所为代表的大批研究机构相继成立，全国范围内也涌现出了数十个电子厂，中国半导体工业的“研发+生产”体系得以初步搭建起来。
但在相当长一段时间内，中国半导体行业的发展并不算顺遂。有业内专家告诉数智前线， 我国半导体，现在的关键是解决发展和卡脖子问题，而根本是解决国产化。
根据东方证券2022年4月的报告，EDA国产化由点向面突破。半导体设备整体仍处于技术追赶状态，去胶设备已基本实现国产化，刻蚀、清洗、PVD等设备国产化率10%-20%，光刻、涂胶显影设备有望实现“0 的突破”。硅片作为主要材料，国产化率约 20%，大尺寸硅片国产化率仍处低位，ArF 光刻胶仅南大光电通过客户验证， EUV 光刻胶暂无国内厂商可量产。芯片设计国内企业已在部分细分领域实现从成长到引领的跨越，但高端逻辑芯片 CPU、GPU、DRAM、NAND flash 等严重依赖海外厂商，国产化任重道远。
有国内有半导体专家认为，一旦我们半导体产业国产化率达到30%~50%，美国的打压将失去意义。
上述半导体专家提出要实现关键设备国产化，需要采取举国体制、产学研协同和军团化运作模式。
以光刻机为例，光刻机涉及一个垂直产业链，荷兰光刻机大厂ASML的部件供应商有200个左右，ASML负责光刻机的研发设计和产品组装，部件供应商负责提供高质量部件，而他们都是各细分领域的佼佼者。
在这样的状况下，产学研协同和华为采取的军团模式，将科学家、工程师、产品化等各个环节集结，有望打通产业链，实现关键技术的突破。上述专家称，中国已经在刻蚀机等设备取得产品和市场化成功。
“国内半导体产业需要做出几个榜样，在关键时刻和关键技术获得成功。”上述专家称。