在全球大變局下中國半導(dǎo)體業(yè)界“全面國產(chǎn)替代”發(fā)展很火熱，甚至火熱得有些過頭，尤其是目前面臨內(nèi)憂外患大環(huán)境，怎么能保證戰(zhàn)略定力，充分發(fā)揮中國龐大市場的優(yōu)勢，和已有的良好基礎(chǔ)，在未來的5到10年，爭取一次大的進(jìn)步？
在2020 ASPENCORE第三屆“全球CEO峰會”上，中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會IC設(shè)計分會理事長、清華大學(xué)微納電子系魏少軍教授針對中國目前半導(dǎo)體的發(fā)展境況給現(xiàn)場觀眾帶來了《人間正道是滄桑：關(guān)于大變局下的戰(zhàn)略定力》的主題演講。魏教授認(rèn)為，在全球大變局下中國半導(dǎo)體業(yè)界“全面國產(chǎn)替代”發(fā)展很火熱，甚至火熱得有些過頭，尤其是目前面臨內(nèi)憂外患大環(huán)境，怎么能保證戰(zhàn)略定力，充分發(fā)揮中國龐大市場的優(yōu)勢，和已有的良好基礎(chǔ)，在未來的5到10年，爭取一次大的進(jìn)步，這是一個非常重要的課題。
“我們正在面對百年未有之大變局”，是2018年6月，中國國家主席習(xí)近平在中央外事工作會議上發(fā)表講話時指出的。“百年未有之大變局”在不同的專家眼里，有不同的看法，其中有一點是共同的，那就是科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展推動著“百年未有之大變局”，而且其推動情形也是前所未有的。然而，我們也須清醒地認(rèn)識到，科技進(jìn)步影響深遠(yuǎn)并伴隨眾多不確定性。
在峰會現(xiàn)場，魏教授展示一張“全球GDP過去五十年的增長情況”圖，仔細(xì)分析一下數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，1970-2001的31年里，全球GDP累計為568.3萬億美元，平均到每年為18.3萬億美元，而2001-2019的19年間，全球GDP累計達(dá)到1172.5萬億美元，平均到每年為65.1萬億美元，是前面31年的3.6倍。
在接近20年的時間里，是什么使全球GDP有如此高的增長，石油、煤炭、交通、農(nóng)業(yè)還是什么？顯然都不是。而是2000年之后，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動通信技術(shù)，尤其是二者的結(jié)合——移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸走向全球統(tǒng)一，促進(jìn)了全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。我們能看到過去20年發(fā)展最快的就是信息產(chǎn)業(yè)。
互聯(lián)網(wǎng)和移動通信的結(jié)合推動了信息產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展
再來看另一組數(shù)據(jù)。1987-2001的15年里，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的累計收入為15024億美元，平均到每年為1002億美元。2002-2019的18年間，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的累計收入達(dá)到52213億美元，平均到每年為2901億美元，是前面15年的2.9倍。我們可以看到，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展與 GDP 之間呈現(xiàn)出強(qiáng)相關(guān)性，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)強(qiáng)力支撐了信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
而中國的情況也是如此，中國近二十年經(jīng)濟(jì)的高速增長也得益于信息產(chǎn)業(yè)。1987-2005的18年間，中國GDP從1.22萬億元人民幣增漲到18.73萬億元，累計1405萬億元，平均每年7.8萬億元。2006-2019的14年間，中國GDP從18.73萬億元人民幣增長到99.09萬億元人民幣，累計7987萬億元，平均每年57萬億元。是前面18年的7.3倍。
顯然，除了房地產(chǎn)和高鐵，中國的高速發(fā)展主要得益于搭上了信息技術(shù)快速發(fā)展的快車。這也與我們的日常感覺是一致的，中國的信息技術(shù)發(fā)展十分迅速。中國生產(chǎn)了世界上絕大部分的手機(jī)、電腦、電視及家電產(chǎn)品。中國也因此成為世界上最大的半導(dǎo)體市場，2004-2019年，中國半導(dǎo)體市場規(guī)模增長了4倍。
從2004年到2019年，這十五年來我國集成電路產(chǎn)業(yè)高速增長，產(chǎn)值增長近14倍，年均復(fù)合增長率達(dá)到19.2%，遠(yuǎn)高于全球4.5%的年均復(fù)合增長率。2019年，中國集成電路產(chǎn)業(yè)繼續(xù)維持兩位數(shù)成長，全年銷售達(dá)到7562.3億元，同比增長15.8%。（數(shù)據(jù)來源：公開整理資料，中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會，2020）
從2004年到2019年，這十五年來我國集成電路產(chǎn)業(yè)高速增長，產(chǎn)值增長近14倍，年均復(fù)合增長率達(dá)到19.2%，遠(yuǎn)高于全球4.5%的年均復(fù)合增長率。2019年，中國集成電路產(chǎn)業(yè)繼續(xù)維持兩位數(shù)成長，全年銷售達(dá)到7562.3億元，同比增長15.8%。（數(shù)據(jù)來源：公開整理資料，中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會，2020）
魏少軍教授現(xiàn)場分析中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r
中國集成電路產(chǎn)業(yè)的成長得益于產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)發(fā)展，2019年產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)銷售額均超過2000億元。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面，在芯片設(shè)計、芯片制造和封裝測試三業(yè)中，芯片設(shè)計業(yè)增速最快，年均復(fù)合增長率27.04%。封裝測試業(yè)占比從2004年的51.4%下降到2019年的31.1%。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)日趨均衡。
十五年來芯片設(shè)計業(yè)快速發(fā)展壯大，是三業(yè)中唯一15年來年增長率皆為正值的環(huán)節(jié)，成為我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要火車頭。我國設(shè)計業(yè)超越臺灣地區(qū)成為全球第二大設(shè)計業(yè)聚集地，占全球集成電路設(shè)計業(yè)的比重由2004年的3.56%提升到2019年的42.99%。
而在芯片制造方面，該產(chǎn)業(yè)規(guī)模保持穩(wěn)步增長，年均復(fù)合增長率為17.96%。在《綱要》的指導(dǎo)下，在大基金的強(qiáng)力拉動下，中國大陸集成電路制造業(yè)正在迎來新一輪的高速增長，2014年以來，制造業(yè)的年均復(fù)合增長率為24.72%，為三業(yè)中最高。
而封測業(yè)十五年間的年均復(fù)合增長率為15.23%，總體規(guī)模被芯片設(shè)計業(yè)超越。封測的技術(shù)水平的企業(yè)實力顯著提升，在全球封測業(yè)占據(jù)重要地位。
另外，中國大陸半導(dǎo)體裝備產(chǎn)業(yè)在很長一段時間內(nèi)，存在感不強(qiáng)。在外資的沖擊下，在生存邊緣上苦苦掙扎。2008年啟動的國家科技重大專項，為裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了強(qiáng)大動力，促進(jìn)了大陸裝備制造業(yè)的快速發(fā)展，2008-2019年10年間的年均復(fù)合增長率為18.37%；還有，半導(dǎo)體制造用材料產(chǎn)業(yè)近些年取得了長足進(jìn)步，保持了快速發(fā)展的勢頭，2005-2019年的年均復(fù)合增長率為27.31%。
魏少軍談到現(xiàn)在我們的國產(chǎn)芯片產(chǎn)品的全球市場占比10.3%，主要是IC設(shè)計，幾乎沒有IDM，所以高端芯片對外的依存度仍然很高，尚不能擺脫對進(jìn)口的依賴。當(dāng)然這也是正常的，我們生產(chǎn)了世界上絕大部分的電子產(chǎn)品，所以我們用到全球很高的高端芯片也不是一件不可理解的事情。但是我們肯定希望看到的是自身產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
各類高端芯片的市場占有率
從下圖，中國海關(guān)統(tǒng)計的數(shù)據(jù)：
2014-2019年，進(jìn)口集成電路價值從2177.2億美元增長到3064.3億美元，增長了40.7%；
進(jìn)口微處理器/控制器從2014年的1052.2億美元增長到2019年的1437.7億美元，增加了385.5億美元，增長比例為36.6%；
進(jìn)口半導(dǎo)體存儲器從2014年的542.8億美元增長到2019年的947.0億美元，增加了404.2億美元，增長比例為74.5%；
進(jìn)口放大器類芯片從2014年的90億美元增長到2019年97.0億美元，增加了7.0億美元，增長比例為7.8%；
進(jìn)口其它芯片從2014年的492.2億美元增長到2019年的582.6億美元，增加了90.4億美元，增長比例為18.4%
2014~2019年間中國各類芯片的進(jìn)口規(guī)模及增長趨勢圖
我們從上面柱狀圖可以清楚地看到，綠色的和紫色代表的放大器和其它類別，在過去五年當(dāng)中增長幾乎不大，這說明中國在中低端的產(chǎn)品上，整體替代性比較強(qiáng)。
多家分析機(jī)構(gòu)或調(diào)研公司都預(yù)測疫情大流行會帶來全球需求的的大萎縮。2020年年全球智能手機(jī)市場將下降12%，PC將下降7%，電視將下降6%。這也使得半導(dǎo)體市場出現(xiàn)了下滑，暫且悲觀的預(yù)計認(rèn)為今年的全球半導(dǎo)體市場將下滑15%。而中國雖然比較早走出疫情的陰影，但也不可避免地收到或多或少的影響。
加上中美沖突加劇，有人鼓吹產(chǎn)業(yè)脫鉤。美國政府以及日本政府都在積極推動制造業(yè)回流。然而，從現(xiàn)實來看，這些舉動并沒有起到多大的作用，畢竟中國擁有龐大的市場以及相對完備的產(chǎn)業(yè)鏈配套的生態(tài)。更何況在新冠疫情之下，中國是最早將疫情控制住，最早全面復(fù)工復(fù)產(chǎn)的。相比之下，目前國外疫情形勢依舊嚴(yán)峻，特別是近期，歐洲、南美多國疫情再度告急。中美兩國早已融入全球技術(shù)體系，完全脫鉤并不現(xiàn)實。
在全球新冠病毒大流行及中美科技戰(zhàn)的背景之下，對于中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈來說，既有機(jī)遇，也有困境，特別是在重壓情況下，我們更需要一種冷靜的心態(tài)。
魏少軍教授強(qiáng)調(diào)：“中國已經(jīng)融入全球技術(shù)體系，不可能走回頭路。在近兩年來，很多國內(nèi)的專家和產(chǎn)業(yè)界人士都在呼吁我們要另搞一套體系，我認(rèn)為這個想法是錯的。因為，我們已經(jīng)融入了全球技術(shù)體系，除了下一代技術(shù)，量子技術(shù)、5G、太空技術(shù)等等，這個東西因為還沒有形成一種國際標(biāo)準(zhǔn)，或者還沒有國際技術(shù)體系，所以我們完全可以走自己的路。但是在其它的電子元器件、電動汽車、消費類電子、設(shè)備、人工智能，我們幾乎都是國際標(biāo)準(zhǔn)、國際技術(shù)體系的重要的組成部分。所以我們不可能離開全球技術(shù)體系，去走回頭路，另搞一套體系，這是不可能的事情。”
根據(jù)下面一組麥肯錫全球研究院的研究數(shù)據(jù)顯示，在例如電子元件、電動汽車、消費電子及互聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人設(shè)備、人工智能、下一代技術(shù)等眾多關(guān)鍵技術(shù)方面，中國對外的依存度依舊很高。從下圖當(dāng)中，我們可以看到，在眾多技術(shù)方面，中國采用全球標(biāo)準(zhǔn)的比例非常的高，雖然擁有國內(nèi)供應(yīng)商的比例也相對較高，但是中國供應(yīng)商可以在技術(shù)上提供全球領(lǐng)導(dǎo)者或可以與之媲美的比例卻非常低。這也意味著，很多技術(shù)的創(chuàng)新的源頭并不在中國，中國需要繼續(xù)與全球進(jìn)行技術(shù)交流。
從另外一個角度來看（根據(jù)下圖數(shù)據(jù)），我們在光伏面板、高鐵、數(shù)字支付、智能手機(jī)、云服務(wù)、機(jī)器人等領(lǐng)域，我們在國內(nèi)的市場占有率都超過50%，但是在國外的市場占有率，除了光伏面板和智能手機(jī)之外，都很低。魏少軍教授表示，“我們要繼續(xù)發(fā)展這些技術(shù)，只是能是走向全球，搶占全球市場。如果不走到外面去，怎么發(fā)展壯大？除了半導(dǎo)體，我們其它的也都需要走向國際，所以國際化是我們大的方向，必須堅持。”
來源：麥肯錫全球研究院2019《中國與世界：理解變化中的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系》
根據(jù)美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會公布的數(shù)據(jù)顯示，2018年美國半導(dǎo)體企業(yè)在中國的銷售的集成電路產(chǎn)品價值超過了1000億美元，在中國的銷售收入在很多美國企業(yè)的營收當(dāng)中占據(jù)了半壁江山。顯然，在中美科技脫鉤的情況下，美國半導(dǎo)體企業(yè)并不能從中獲益，同時中美科技脫鉤會極大地影響美國半導(dǎo)體領(lǐng)導(dǎo)地位。因此，美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會以及美國很多的半導(dǎo)體企業(yè)也反對美國政府與中國脫鉤的舉措。
根據(jù)美國波士頓咨詢集團(tuán)給美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會做了一份報告顯示，在2018年美國沒有刻意在技術(shù)上限制中國之時，美國半導(dǎo)體企業(yè)在全球的市場份額是48%，營收高達(dá)2260億美元，研發(fā)投入也達(dá)到了400億美元。但是，當(dāng)中美技術(shù)開始逐步脫鉤之后，僅根據(jù)中國2025的計劃，中國將15-40%的美國供應(yīng)商替換掉，那么美國半導(dǎo)體企業(yè)在全球市場的營收將減少到2050-2200億美元，市場份額將降至43-46%，由于營收的減少，也將使得美國半導(dǎo)體企業(yè)的研發(fā)投入減少至360-390億元。如果中美100%的技術(shù)脫鉤，那么屆時美國半導(dǎo)體企業(yè)的全球營收將進(jìn)一步降至1430億美元，市場份額降至30%，研發(fā)投入也將降至160-280億美元。美國半導(dǎo)體的領(lǐng)導(dǎo)地位將被大大削弱，被韓國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)所趕超，從長遠(yuǎn)看可能還將會被中國所趕超。
中美科技脫鉤對美國半導(dǎo)體領(lǐng)導(dǎo)地位的負(fù)面影響極大
中國在信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，我們其實已經(jīng)處在一個比較有力的賽道上，魏少軍教授把互聯(lián)網(wǎng)、移動通訊、人工智能、自動駕駛、量子技術(shù)、集成電路等領(lǐng)域，按照中、美、歐、日、韓、印評分（如下圖），笑代表發(fā)展得不錯，哭表示發(fā)展得不好，當(dāng)然這是相對而言。我們看到，中美兩國笑臉最多，幾乎沒有哭臉，而其它國家和地區(qū)，總體來說應(yīng)該講哭臉比笑臉多。這可以看到一個現(xiàn)實情況——中美信息技術(shù)之間有比較好的發(fā)展態(tài)勢，這與中國2000年以后啟動信息技術(shù)的大發(fā)展有關(guān)系。當(dāng)然中美各有有缺點，美國在移動通信的網(wǎng)絡(luò)上沒有中國那么好，但是美國在半導(dǎo)體方面確實比我們強(qiáng)大，因此我們是處于有利賽道，不應(yīng)該亂了方寸。
棱鏡計劃、中興事件、華為事件、中美貿(mào)易戰(zhàn)……現(xiàn)實不止一次告訴我們——網(wǎng)絡(luò)安全、國家安全正在面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，根源在于部分核心技術(shù)和設(shè)備受制于人。在這個機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的時代背景下，“國產(chǎn)化替代”“自主可控”肩負(fù)使命。
那么，國產(chǎn)化替代要替代誰 自主可控要控哪些？
毋庸置疑，占據(jù)中國市場長達(dá)幾十年的國外產(chǎn)品在性能和速度上是優(yōu)越的，國產(chǎn)化替代的進(jìn)程必定是漫長且疼痛的。但是必須堅持這么做，如果不是自主可控的產(chǎn)品，中國產(chǎn)業(yè)可能在一天之內(nèi)癱瘓，這不是危言聳聽。網(wǎng)絡(luò)空間已成為繼陸、海、空、天四個疆域之外的國家“第五疆域”，保障網(wǎng)絡(luò)空間的安全就是保障國家主權(quán)，重要性日益凸顯。如果說國產(chǎn)化替代是一場戰(zhàn)爭，那么CPU、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等基礎(chǔ)軟硬件，就是自主可控的“正面戰(zhàn)場”，是國家網(wǎng)絡(luò)安全的基礎(chǔ)和保障。
美國芯片9大組織聯(lián)合曾發(fā)信，強(qiáng)烈建議對華出口3項措施，他們也清醒地認(rèn)識到中美半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)必須在競爭中合作才能發(fā)展。據(jù)路透社報道，在當(dāng)?shù)貢r間的周一，美國芯片業(yè)的9大組織致信美國商務(wù)部部長Wilbur Ross，敦促其應(yīng)在（美國新規(guī)）生效之前先征詢公眾意見，以避免意外后果。這封由美國半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會、國家外貿(mào)委員會、國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SEMI）以及其他6個組織聯(lián)合簽署的信函指出，這些變化（美國新規(guī)）可能會對半導(dǎo)體行業(yè)、其全球供應(yīng)鏈以及更廣泛的技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。
魏少軍教授指出：“近兩年多來，我們產(chǎn)業(yè)界大談國產(chǎn)化替代，極限狀態(tài)下的準(zhǔn)備我認(rèn)為要有，我們也應(yīng)該有底線思維，但是我們不能夠用這樣的一種思維來代替發(fā)展的主旋律。主旋律是要開放、要合作，這點不要改。我還是認(rèn)為中美半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中必須在競爭中才能發(fā)展。我們要以產(chǎn)品為中心，重新審視半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的五大板塊：設(shè)計、制造、封測、裝備、材料，這五大板塊原來是不平衡的，在資源投入上也是不平衡的，未來的發(fā)展當(dāng)中，應(yīng)該特別關(guān)注這五個領(lǐng)域的平衡發(fā)展，不能因為有些領(lǐng)域是短板，而拼命發(fā)展，而把長板放掉，關(guān)鍵在于怎么戰(zhàn)略上把握；目前來看，我們設(shè)計板塊上稍微超前，材料板塊相對弱一點，但我相信時間還在我們這邊，并沒有那么可怕。
另外，魏少軍教授提到，我們曾經(jīng)有一段時間不能提供IDM、也不愿意談及做IDM，認(rèn)為代工和設(shè)計模式是最好的?，F(xiàn)在這個看法發(fā)生了改變——在繼續(xù)發(fā)展“設(shè)計-代工”模式的同時，大力發(fā)展 IDM。像存儲器這種典型的IDM產(chǎn)業(yè)在中國慢慢往前推進(jìn)了。
如，武漢長江存儲 (YMTC) ，2016年7月啟動，主營三維閃爍存儲器（3D Nand）2017年9月廠房完工，2018年10月進(jìn)入試產(chǎn)，2019年進(jìn)入小批量量產(chǎn)。技術(shù)水平也達(dá)到了32層 8GB，64Gb，2019年推出64層3D-Nand，128Gb；2020年在128層3D-Nand上取得突破；總體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平；還有，合肥長鑫存儲。2016年5月啟動，主營動態(tài)隨機(jī)存儲器產(chǎn)品 (DRAM), 2018年1月廠房完工，6月進(jìn)入試產(chǎn)，8月成品率達(dá)到20%，10月達(dá)到80%以上，12月進(jìn)入量產(chǎn)。其19nm 8GB，DDR4，處于國際先進(jìn)水平；2019年3季度，量產(chǎn)8Gb LPDDR4；2021年完成17nm工藝。
6.把握好占有的“先手商機(jī)”
最后魏少軍教授談到，中國率先走出新冠肺炎疫情影響，經(jīng)濟(jì)得到快速恢復(fù)；另一方面美國針對中國科技產(chǎn)業(yè)的打壓，迫使很多中國企業(yè)大量備貨。當(dāng)然，大量的備貨也有著很大的風(fēng)險，比如美國新總統(tǒng)上臺后，出現(xiàn)政策調(diào)整，對于一些器件進(jìn)行開放，這就會使得備貨會有風(fēng)險，國內(nèi)企業(yè)需要做好平衡。
近期一些芯片項目爛尾引發(fā)了市場廣泛關(guān)注。近日在國家發(fā)改委召開的例行新聞發(fā)布會上，發(fā)改委新聞發(fā)言人孟瑋對此作出回應(yīng)。孟瑋表示，國內(nèi)投資集成電路產(chǎn)業(yè)的熱情不斷高漲，一些沒經(jīng)驗、沒技術(shù)、沒人才的“三無”企業(yè)投身集成電路行業(yè)，個別地方對集成電路發(fā)展的規(guī)律認(rèn)識不夠，盲目上項目，低水平重復(fù)建設(shè)風(fēng)險顯現(xiàn)，甚至有個別項目建設(shè)停滯、廠房空置，造成資源浪費。
對此，魏少軍教授表示，我們要尊重產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律，要克服急功近利冒進(jìn)式的發(fā)展。2007年以來，中國的晶圓制造產(chǎn)能在全球占比迅速提升，遠(yuǎn)高于其它國家和地區(qū)。2019年中國集成電路晶圓制造生產(chǎn)線（4英寸以上）有199條，其中12英寸生產(chǎn)線有28條；8英寸生產(chǎn)線有35條（包括1條中試線）。各地投資建廠熱情高漲，但是一批制造項目面臨爛尾停工，違背半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律的盲目沖動值得警惕。
另外，魏教授還強(qiáng)調(diào)中國應(yīng)該虛心向美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)學(xué)習(xí)，加大創(chuàng)新投入力度。自1988年以來，美國在生產(chǎn)率增長和實際GDP增長方面都大大優(yōu)于其它高收入國家。技術(shù)領(lǐng)先地位使美國公司建立了創(chuàng)新的良性循環(huán)：大規(guī)模研發(fā)帶來卓越的技術(shù)和產(chǎn)品，進(jìn)而帶來了更高的市場份額和更高的利潤率，從而能夠更多地投入研發(fā)。
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