經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，半導(dǎo)體已經(jīng)長(zhǎng)成為一個(gè)巨人，1美元半導(dǎo)體產(chǎn)品可以撬動(dòng)100美元GDP。

上個(gè)月，美國(guó)兩黨參議院先后提出《為半導(dǎo)體生產(chǎn)建立有效激勵(lì)措施》《美國(guó)晶圓代工業(yè)法案》，呼吁投入370億美元以維護(hù)本土半導(dǎo)體戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

資本和研發(fā)投入對(duì)保持半導(dǎo)體行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力至關(guān)重要。而中國(guó)要想爬上這個(gè)巨人的肩膀，眼前要邁過的坎不只是錢和研發(fā)這么簡(jiǎn)單。

中科院半導(dǎo)體研究所研究員、半導(dǎo)體超晶格國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任駱軍委和中科院院士李樹深曾花了10個(gè)月的時(shí)間進(jìn)行調(diào)研，摸清了中國(guó)半導(dǎo)體科技發(fā)展的真實(shí)現(xiàn)狀，以詳實(shí)的數(shù)據(jù)和資料闡述了當(dāng)下國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體科技面臨的八大困境。

困境1：歷史積累厚、技術(shù)更新快

2015年，作為全球手機(jī)芯片霸主的高通宣布進(jìn)軍服務(wù)器芯片市場(chǎng)，并正式對(duì)外展示了其首款服務(wù)器芯片，不到3年就遭遇重重挫折而退出；從2010年到2019年，英特爾在移動(dòng)芯片努力了十年，但始終未能撼動(dòng)高通的地位，最終先后放棄了移動(dòng)處理器和手機(jī)基帶芯片兩大業(yè)務(wù)，告別了移動(dòng)市場(chǎng)。

這兩個(gè)例子告訴我們，即使是財(cái)大氣粗的高通和英特爾，想要在半導(dǎo)體領(lǐng)域拓展新的市場(chǎng)，都是九死一生。半導(dǎo)體并不是有錢就能干的。

半導(dǎo)體產(chǎn)品的特點(diǎn)是性能為王、市場(chǎng)占有率為王。它一方面需要長(zhǎng)期的歷史積累，另一方面還要應(yīng)對(duì)技術(shù)的快速更迭。

常有人把半導(dǎo)體研究與兩彈一星作比較，認(rèn)為中國(guó)人能做出兩彈一星這樣的尖端科技，半導(dǎo)體也理應(yīng)如此。但人們忽視了，兩彈一星技術(shù)一旦掌握，自我更新速度較慢。半導(dǎo)體是按照摩爾定律高速發(fā)展的，單位芯片晶體管數(shù)量每18個(gè)月增長(zhǎng)一倍。

在半導(dǎo)體領(lǐng)域，落后一年都不行。一步慢，步步慢！

困境2：研發(fā)成本大、進(jìn)入門檻極高

國(guó)際半導(dǎo)體大公司的平均研發(fā)投入長(zhǎng)期保持在營(yíng)業(yè)額的20%。2016年，研發(fā)支出大于10億美元的全球半導(dǎo)體公司有13家，前十名的投入總計(jì)353.95億美元，其中英特爾高達(dá)127億美元，2019年增長(zhǎng)為314億美元。

困境3： 產(chǎn)業(yè)鏈條長(zhǎng)，擁有最尖端的制造水平

在過去半個(gè)世紀(jì)里，以8個(gè)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)12項(xiàng)發(fā)明為代表的研究成果奠定了半導(dǎo)體科技。要支撐半導(dǎo)體技術(shù)頂層應(yīng)用，從材料、結(jié)構(gòu)、器件到電路、架構(gòu)、算法、軟件，缺一不可。

從沙子到芯片，總共有6000多道工序，前5000道工序是從沙子到硅晶片。目前，中國(guó)12英寸硅晶片基本依賴進(jìn)口，無法自主生產(chǎn)。

有了硅晶片之后，集成電路產(chǎn)線中的芯片制造又有300多道工序，其中100道與光刻機(jī)相關(guān)。光刻工藝是半導(dǎo)體制程中的核心工藝，也是尖端制造水平的代表。一套最先進(jìn)的阿斯麥nxe3350B EUV光刻機(jī)售價(jià)為1.2億美元，并且是非賣品。

另外，半導(dǎo)體芯片制造涉及19種必須的材料，大多數(shù)材料具有極高的技術(shù)壁壘。日本在半導(dǎo)體材料領(lǐng)域長(zhǎng)期保持著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，硅晶圓、化合物半導(dǎo)體晶圓、光罩、光刻膠、靶材料等14種重要材料占了全球50%以上的份額。像光刻膠這樣的材料，有效期僅為三個(gè)月，中國(guó)企業(yè)想囤貨都不行。

中國(guó)的化學(xué)很強(qiáng)，化工卻很弱。目前，國(guó)內(nèi)芯片制造領(lǐng)域所有的化學(xué)材料、化工產(chǎn)品幾乎全部依賴進(jìn)口。

困境4：受到世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)限制

1美元半導(dǎo)體產(chǎn)品可以撬動(dòng)100美元GDP，任何國(guó)家都想牢牢抓住這一產(chǎn)業(yè)。根據(jù)美國(guó)半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)的預(yù)測(cè)，增加1美元半導(dǎo)體科研經(jīng)費(fèi)，可以使GDP提高16.5美元，這樣的投入很“劃算”。

1986年，日本超越美國(guó)成為世界第一大半導(dǎo)體生產(chǎn)國(guó)，美國(guó)為了打壓日本，一方面出臺(tái)各種政策鼓勵(lì)其國(guó)內(nèi)企業(yè)研發(fā)制造，另一方面在1986年簽訂了《美日半導(dǎo)體協(xié)議》，限制日本半導(dǎo)體對(duì)美國(guó)的出口，同時(shí)要求日本必須進(jìn)口20%的半導(dǎo)體產(chǎn)品，從而在1992年重新奪回世界第一大半導(dǎo)體生產(chǎn)國(guó)的地位。

如今，美國(guó)面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)者同樣是步步緊逼。

2017年，白宮出臺(tái)《確保美國(guó)在半導(dǎo)體行業(yè)長(zhǎng)期領(lǐng)先地位》的報(bào)告，包括美國(guó)總統(tǒng)科技和政策辦公室主任以及各大半導(dǎo)體企業(yè)、投資機(jī)構(gòu)、咨詢公司CEO和科研機(jī)構(gòu)頂級(jí)專家組成的工作組，提出了一系列建議和措施。

其中就包括：建立新的機(jī)制，讓企業(yè)的專家參與半導(dǎo)體政策和挑戰(zhàn)；成倍增加政府投入半導(dǎo)體相關(guān)領(lǐng)域的研究經(jīng)費(fèi)；實(shí)施企業(yè)稅收政策改革；實(shí)施包括通用量子計(jì)算機(jī)、全球天氣預(yù)測(cè)網(wǎng)、實(shí)時(shí)生化恐怖襲擊探測(cè)網(wǎng)等一些列“登月”挑戰(zhàn)計(jì)劃來促使半導(dǎo)體技術(shù)的創(chuàng)新。

尤其值得注意的是，報(bào)告還提到，要?jiǎng)佑脟?guó)家安全工具應(yīng)對(duì)中國(guó)的企業(yè)政策；加強(qiáng)全球出口控制和內(nèi)部投資安全（防止中國(guó)產(chǎn)生獨(dú)有技術(shù)）。