在全球大變局下中國半導體業(yè)界“全面國產(chǎn)替代”發(fā)展很火熱，甚至火熱得有些過(guò)頭，尤其是目前面臨內憂(yōu)外患大環(huán)境，怎么能保證戰略定力，充分發(fā)揮中國龐大市場(chǎng)的優(yōu)勢，和已有的良好基礎，在未來(lái)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(huì )”上，中國半導體行業(yè)協(xié)會(huì )IC設計分會(huì )理事長(cháng)、清華大學(xué)微納電子系魏少軍教授針對中國目前半導體的發(fā)展境況給現場(chǎng)觀(guān)眾帶來(lái)了《人間正道是滄桑：關(guān)于大變局下的戰略定力》的主題演講。魏教授認為，在全球大變局下中國半導體業(yè)界“全面國產(chǎn)替代”發(fā)展很火熱，甚至火熱得有些過(guò)頭，尤其是目前面臨內憂(yōu)外患大環(huán)境，怎么能保證戰略定力，充分發(fā)揮中國龐大市場(chǎng)的優(yōu)勢，和已有的良好基礎，在未來(lái)的5到10年，爭取一次大的進(jìn)步，這是一個(gè)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，中國國家主席習近平在中央外事工作會(huì )議上發(fā)表講話(huà)時(shí)指出的。“百年未有之大變局”在不同的專(zhuān)家眼里，有不同的看法，其中有一點(diǎn)是共同的，那就是科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展推動(dòng)著(zhù)“百年未有之大變局”，而且其推動(dòng)情形也是前所未有的。然而，我們也須清醒地認識到，科技進(jìn)步影響深遠并伴隨眾多不確定性。
在峰會(huì )現場(chǎng)，魏教授展示一張“全球GDP過(guò)去五十年的增長(cháng)情況”圖，仔細分析一下數據發(fā)現，1970-2001的31年里，全球GDP累計為568.3萬(wàn)億美元，平均到每年為18.3萬(wàn)億美元，而2001-2019的19年間，全球GDP累計達到1172.5萬(wàn)億美元，平均到每年為65.1萬(wàn)億美元，是前面31年的3.6倍。
在接近20年的時(shí)間里，是什么使全球GDP有如此高的增長(cháng)，石油、煤炭、交通、農業(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(dòng)通信技術(shù)，尤其是二者的結合——移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸走向全球統一，促進(jìn)了全球經(jīng)濟的高速發(fā)展。我們能看到過(guò)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(dòng)通信的結合推動(dòng)了信息產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展
再來(lái)看另一組數據。1987-2001的15年里，全球半導體產(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，全球半導體產(chǎn)業(yè)的累計收入達到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，半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展與 GDP 之間呈現出強相關(guān)性，半導體產(chǎn)業(yè)強力支撐了信息產(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)濟的高速增長(cháng)也得益于信息產(chǎn)業(yè)。1987-2005的18年間，中國GDP從1.22萬(wàn)億元人民幣增漲到18.73萬(wàn)億元，累計1405萬(wàn)億元，平均每年7.8萬(wàn)億元。2006-2019的14年間，中國GDP從18.73萬(wàn)億元人民幣增長(cháng)到99.09萬(wàn)億元人民幣，累計7987萬(wàn)億元，平均每年57萬(wàn)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(chē)。這也與我們的日常感覺(jué)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、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體市場(chǎng)，2004-2019年，中國半導體市場(chǎng)規模增長(cháng)了4倍。
從2004年到2019年，這十五年來(lái)我國集成電路產(chǎn)業(yè)高速增長(cháng)，產(chǎn)值增長(cháng)近14倍，年均復合增長(cháng)率達到19.2%，遠高于全球4.5%的年均復合增長(cháng)率。2019年，中國集成電路產(chǎn)業(yè)繼續維持兩位數成長(cháng)，全年銷(xiāo)售達到7562.3億元，同比增長(cháng)15.8%。（數據來(lái)源：公開(kāi)整理資料，中國半導體行業(yè)協(xié)會(huì )，2020）
從2004年到2019年，這十五年來(lái)我國集成電路產(chǎn)業(yè)高速增長(cháng)，產(chǎn)值增長(cháng)近14倍，年均復合增長(cháng)率達到19.2%，遠高于全球4.5%的年均復合增長(cháng)率。2019年，中國集成電路產(chǎn)業(yè)繼續維持兩位數成長(cháng)，全年銷(xiāo)售達到7562.3億元，同比增長(cháng)15.8%。（數據來(lái)源：公開(kāi)整理資料，中國半導體行業(yè)協(xié)會(huì )，2020）
魏少軍教授現場(chǎng)分析中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況
中國集成電路產(chǎn)業(yè)的成長(cháng)得益于產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節發(fā)展，2019年產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節銷(xiāo)售額均超過(guò)2000億元。產(chǎn)業(yè)結構方面，在芯片設計、芯片制造和封裝測試三業(yè)中，芯片設計業(yè)增速最快，年均復合增長(cháng)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)結構日趨均衡。
十五年來(lái)芯片設計業(yè)快速發(fā)展壯大，是三業(yè)中唯一15年來(lái)年增長(cháng)率皆為正值的環(huán)節，成為我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要火車(chē)頭。我國設計業(yè)超越臺灣地區成為全球第二大設計業(yè)聚集地，占全球集成電路設計業(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)規模保持穩步增長(cháng)，年均復合增長(cháng)率為17.96%。在《綱要》的指導下，在大基金的強力拉動(dòng)下，中國大陸集成電路制造業(yè)正在迎來(lái)新一輪的高速增長(cháng)，2014年以來(lái)，制造業(yè)的年均復合增長(cháng)率為24.72%，為三業(yè)中最高。
而封測業(yè)十五年間的年均復合增長(cháng)率為15.23%，總體規模被芯片設計業(yè)超越。封測的技術(shù)水平的企業(yè)實(shí)力顯著(zhù)提升，在全球封測業(yè)占據重要地位。
另外，中國大陸半導體裝備產(chǎn)業(yè)在很長(cháng)一段時(shí)間內，存在感不強。在外資的沖擊下，在生存邊緣上苦苦掙扎。2008年啟動(dòng)的國家科技重大專(zhuān)項，為裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了強大動(dòng)力，促進(jìn)了大陸裝備制造業(yè)的快速發(fā)展，2008-2019年10年間的年均復合增長(cháng)率為18.37%；還有，半導體制造用材料產(chǎn)業(yè)近些年取得了長(cháng)足進(jìn)步，保持了快速發(fā)展的勢頭，2005-2019年的年均復合增長(cháng)率為27.31%。
魏少軍談到現在我們的國產(chǎn)芯片產(chǎn)品的全球市場(chǎng)占比10.3%，主要是IC設計，幾乎沒(méi)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(lài)。當然這也是正常的，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(lèi)高端芯片的市場(chǎng)占有率
從下圖，中國海關(guān)統計的數據：
2014-2019年，進(jìn)口集成電路價(jià)值從2177.2億美元增長(cháng)到3064.3億美元，增長(cháng)了40.7%；
進(jìn)口微處理器/控制器從2014年的1052.2億美元增長(cháng)到2019年的1437.7億美元，增加了385.5億美元，增長(cháng)比例為36.6%；
進(jìn)口半導體存儲器從2014年的542.8億美元增長(cháng)到2019年的947.0億美元，增加了404.2億美元，增長(cháng)比例為74.5%；
進(jìn)口放大器類(lèi)芯片從2014年的90億美元增長(cháng)到2019年97.0億美元，增加了7.0億美元，增長(cháng)比例為7.8%；
進(jìn)口其它芯片從2014年的492.2億美元增長(cháng)到2019年的582.6億美元，增加了90.4億美元，增長(cháng)比例為18.4%
2014~2019年間中國各類(lèi)芯片的進(jìn)口規模及增長(cháng)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(lèi)別，在過(guò)去五年當中增長(cháng)幾乎不大，這說(shuō)明中國在中低端的產(chǎn)品上，整體替代性比較強。
多家分析機構或調研公司都預測疫情大流行會(huì )帶來(lái)全球需求的的大萎縮。2020年年全球智能手機市場(chǎng)將下降12%，PC將下降7%，電視將下降6%。這也使得半導體市場(chǎng)出現了下滑，暫且悲觀(guān)的預計認為今年的全球半導體市場(chǎng)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(dòng)制造業(yè)回流。然而，從現實(shí)來(lái)看，這些舉動(dòng)并沒(méi)有起到多大的作用，畢竟中國擁有龐大的市場(chǎng)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，最早全面復工復產(chǎn)的。相比之下，目前國外疫情形勢依舊嚴峻，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，完全脫鉤并不現實(shí)。
在全球新冠病毒大流行及中美科技戰的背景之下，對于中國半導體產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)說(shuō)，既有機遇，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)。
魏少軍教授強調：“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(lái)，很多國內的專(zhuān)家和產(chǎn)業(yè)界人士都在呼吁我們要另搞一套體系，我認為這個(gè)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(gè)東西因為還沒(méi)有形成一種國際標準，或者還沒(méi)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(dòng)汽車(chē)、消費類(lèi)電子、設備、人工智能，我們幾乎都是國際標準、國際技術(shù)體系的重要的組成部分。所以我們不可能離開(kāi)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。”
根據下面一組麥肯錫全球研究院的研究數據顯示，在例如電子元件、電動(dòng)汽車(chē)、消費電子及互聯(lián)網(wǎng)、機器人設備、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。從下圖當中，我們可以看到，在眾多技術(shù)方面，中國采用全球標準的比例非常的高，雖然擁有國內供應商的比例也相對較高，但是中國供應商可以在技術(shù)上提供全球領(lǐng)導者或可以與之媲美的比例卻非常低。這也意味著(zhù)，很多技術(shù)的創(chuàng )新的源頭并不在中國，中國需要繼續與全球進(jìn)行技術(shù)交流。
從另外一個(gè)角度來(lái)看（根據下圖數據），我們在光伏面板、高鐵、數字支付、智能手機、云服務(wù)、機器人等領(lǐng)域，我們在國內的市場(chǎng)占有率都超過(guò)50%，但是在國外的市場(chǎng)占有率，除了光伏面板和智能手機之外，都很低。魏少軍教授表示，“我們要繼續發(fā)展這些技術(shù)，只是能是走向全球，搶占全球市場(chǎng)。如果不走到外面去，怎么發(fā)展壯大？除了半導體，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(lái)源：麥肯錫全球研究院2019《中國與世界：理解變化中的經(jīng)濟聯(lián)系》
根據美國半導體行業(yè)協(xié)會(huì )公布的數據顯示，2018年美國半導體企業(yè)在中國的銷(xiāo)售的集成電路產(chǎn)品價(jià)值超過(guò)了1000億美元，在中國的銷(xiāo)售收入在很多美國企業(yè)的營(yíng)收當中占據了半壁江山。顯然，在中美科技脫鉤的情況下，美國半導體企業(yè)并不能從中獲益，同時(shí)中美科技脫鉤會(huì )極大地影響美國半導體領(lǐng)導地位。因此，美國半導體行業(yè)協(xié)會(huì )以及美國很多的半導體企業(yè)也反對美國政府與中國脫鉤的舉措。
根據美國波士頓咨詢(xún)集團給美國半導體行業(yè)協(xié)會(huì )做了一份報告顯示，在2018年美國沒(méi)有刻意在技術(shù)上限制中國之時(shí)，美國半導體企業(yè)在全球的市場(chǎng)份額是48%，營(yíng)收高達2260億美元，研發(fā)投入也達到了400億美元。但是，當中美技術(shù)開(kāi)始逐步脫鉤之后，僅根據中國2025的計劃，中國將15-40%的美國供應商替換掉，那么美國半導體企業(yè)在全球市場(chǎng)的營(yíng)收將減少到2050-2200億美元，市場(chǎng)份額將降至43-46%，由于營(yíng)收的減少，也將使得美國半導體企業(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(shí)美國半導體企業(yè)的全球營(yíng)收將進(jìn)一步降至1430億美元，市場(chǎng)份額降至30%，研發(fā)投入也將降至160-280億美元。美國半導體的領(lǐng)導地位將被大大削弱，被韓國半導體產(chǎn)業(yè)所趕超，從長(cháng)遠看可能還將會(huì )被中國所趕超。
中美科技脫鉤對美國半導體領(lǐng)導地位的負面影響極大
中國在信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，我們其實(shí)已經(jīng)處在一個(gè)比較有力的賽道上，魏少軍教授把互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通訊、人工智能、自動(dòng)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，當然這是相對而言。我們看到，中美兩國笑臉最多，幾乎沒(méi)有哭臉，而其它國家和地區，總體來(lái)說(shuō)應該講哭臉比笑臉多。這可以看到一個(gè)現實(shí)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(dòng)信息技術(shù)的大發(fā)展有關(guān)系。當然中美各有有缺點(diǎn)，美國在移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò )上沒(méi)有中國那么好，但是美國在半導體方面確實(shí)比我們強大，因此我們是處于有利賽道，不應該亂了方寸。
棱鏡計劃、中興事件、華為事件、中美貿易戰……現實(shí)不止一次告訴我們——網(wǎng)絡(luò )安全、國家安全正在面臨嚴峻挑戰，根源在于部分核心技術(shù)和設備受制于人。在這個(gè)機遇與挑戰并存的時(shí)代背景下，“國產(chǎn)化替代”“自主可控”肩負使命。
那么，國產(chǎn)化替代要替代誰(shuí) 自主可控要控哪些？
毋庸置疑，占據中國市場(chǎng)長(cháng)達幾十年的國外產(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(cháng)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)可能在一天之內癱瘓，這不是危言聳聽(tīng)。網(wǎng)絡(luò )空間已成為繼陸、海、空、天四個(gè)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，重要性日益凸顯。如果說(shuō)國產(chǎn)化替代是一場(chǎng)戰爭，那么CPU、操作系統、數據庫等基礎軟硬件，就是自主可控的“正面戰場(chǎng)”，是國家網(wǎng)絡(luò )安全的基礎和保障。
美國芯片9大組織聯(lián)合曾發(fā)信，強烈建議對華出口3項措施，他們也清醒地認識到中美半導體產(chǎn)業(yè)必須在競爭中合作才能發(fā)展。據路透社報道，在當地時(shí)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(cháng)Wilbur Ross，敦促其應在（美國新規）生效之前先征詢(xún)公眾意見(jiàn)，以避免意外后果。這封由美國半導體工業(yè)協(xié)會(huì )、國家外貿委員會(huì )、國際半導體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì )（SEMI）以及其他6個(gè)組織聯(lián)合簽署的信函指出，這些變化（美國新規）可能會(huì )對半導體行業(yè)、其全球供應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(lái)，我們產(chǎn)業(yè)界大談國產(chǎn)化替代，極限狀態(tài)下的準備我認為要有，我們也應該有底線(xiàn)思維，但是我們不能夠用這樣的一種思維來(lái)代替發(fā)展的主旋律。主旋律是要開(kāi)放、要合作，這點(diǎn)不要改。我還是認為中美半導體產(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，重新審視半導體產(chǎn)業(yè)的五大板塊：設計、制造、封測、裝備、材料，這五大板塊原來(lái)是不平衡的，在資源投入上也是不平衡的，未來(lái)的發(fā)展當中，應該特別關(guān)注這五個(gè)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(cháng)板放掉，關(guān)鍵在于怎么戰略上把握；目前來(lái)看，我們設計板塊上稍微超前，材料板塊相對弱一點(diǎn)，但我相信時(shí)間還在我們這邊，并沒(méi)有那么可怕。
另外，魏少軍教授提到，我們曾經(jīng)有一段時(shí)間不能提供IDM、也不愿意談及做IDM，認為代工和設計模式是最好的?，F在這個(gè)看法發(fā)生了改變——在繼續發(fā)展“設計-代工”模式的同時(shí)，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(cháng)江存儲 (YMTC) ，2016年7月啟動(dòng)，主營(yíng)三維閃爍存儲器（3D Nand）2017年9月廠(chǎng)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)達到國際先進(jìn)水平；還有，合肥長(cháng)鑫存儲。2016年5月啟動(dòng)，主營(yíng)動(dòng)態(tài)隨機存儲器產(chǎn)品 (DRAM), 2018年1月廠(chǎng)房完工，6月進(jìn)入試產(chǎn)，8月成品率達到20%，10月達到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”
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)濟得到快速恢復；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。當然，大量的備貨也有著(zhù)很大的風(fēng)險，比如美國新總統上臺后，出現政策調整，對于一些器件進(jìn)行開(kāi)放，這就會(huì )使得備貨會(huì )有風(fēng)險，國內企業(yè)需要做好平衡。
近期一些芯片項目爛尾引發(fā)了市場(chǎng)廣泛關(guān)注。近日在國家發(fā)改委召開(kāi)的例行新聞發(fā)布會(huì )上，發(fā)改委新聞發(fā)言人孟瑋對此作出回應。孟瑋表示，國內投資集成電路產(chǎn)業(yè)的熱情不斷高漲，一些沒(méi)經(jīng)驗、沒(méi)技術(shù)、沒(méi)人才的“三無(wú)”企業(yè)投身集成電路行業(yè)，個(gè)別地方對集成電路發(fā)展的規律認識不夠，盲目上項目，低水平重復建設風(fēng)險顯現，甚至有個(gè)別項目建設停滯、廠(chǎng)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)展規律，要克服急功近利冒進(jìn)式的發(fā)展。2007年以來(lái)，中國的晶圓制造產(chǎn)能在全球占比迅速提升，遠高于其它國家和地區。2019年中國集成電路晶圓制造生產(chǎn)線(xiàn)（4英寸以上）有199條，其中12英寸生產(chǎn)線(xiàn)有28條；8英寸生產(chǎn)線(xiàn)有35條（包括1條中試線(xiàn)）。各地投資建廠(chǎng)熱情高漲，但是一批制造項目面臨爛尾停工，違背半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展規律的盲目沖動(dòng)值得警惕。
另外，魏教授還強調中國應該虛心向美國半導體產(chǎn)業(yè)學(xué)習，加大創(chuàng )新投入力度。自1988年以來(lái)，美國在生產(chǎn)率增長(cháng)和實(shí)際GDP增長(cháng)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)：大規模研發(fā)帶來(lái)卓越的技術(shù)和產(chǎn)品，進(jìn)而帶來(lái)了更高的市場(chǎng)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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