國家很早就重視半導體，為什么現(xiàn)在我們還被限制？

作者丨汪濤，獨立學者，中央民族大學客座教授

近來，美國對華為等中國科技企業(yè)的限制和制裁，越來越升級。簡單來說，就是從半導體行業(yè)尤其是芯片制造上對中國企業(yè)進行各種限制。今天，我們就來說說芯片、半導體和其他行業(yè)的技術發(fā)展情況。

國家很早就重視半導體，為什么現(xiàn)在我們還被限制？

中國早就在大力推動半導體行業(yè)的發(fā)展，為什么現(xiàn)在還被美國限制，且受影響面如此大呢？ 回顧歷史，中國半導體行業(yè)的起步并不算太晚。 1953年，中國第一個五年計劃期間，蘇聯(lián)援建的北京電子管廠（774廠）一度是亞洲最大的半導體晶體管廠。 它也是京東方的前身。

改革開放后又先后進行了發(fā)展集成電路的“908”和“909”工程。 雖然，我們在相當長時期與世界先進水平一直有差距，但在美國開始全面在半導體領域對中國限制之前，這個差距已經大大縮小了。 但是，因為多方面的原因，這個領域中國追趕世界先進水平的困難遠大于其他領域，原因如下：

技術發(fā)展太快

可以說，半導體芯片是當今世界科技發(fā)展速度最快的領域。

根據(jù)摩爾定律，芯片的集成度、運算能力等每18個月提升一倍。并且，這個定律從半導體集成電路技術出現(xiàn)的一開始，一直到2010年之后都與實際發(fā)展過程高度吻合。2010年之后雖然摩爾定律的速度有所放慢，但只是倍增的周期有所拉長，芯片行業(yè)仍在以指數(shù)規(guī)律發(fā)展。

這樣的發(fā)展速度在人類科技史上是空前的。它也帶動了整個IT業(yè)以指數(shù)的速度迅猛發(fā)展。正因為這個領域的技術發(fā)展太快，使得學習模仿的后發(fā)優(yōu)勢難以得到發(fā)揮——學習的速度跟不上領先者進步的速度。

雖然表面看來芯片集成度以規(guī)律性的速度在提升，但并不意味著只是單純的技術指標進步，而是每過一段時間，基本技術架構、生產技術工藝體系等都可能發(fā)生顛覆性的變化，并不是原來技術體系改進性的進步就可以長期滿足需要的。 一旦在相應顛覆性技術進步時方向判斷失誤，會使原來的芯片巨頭很快陷入衰落。

現(xiàn)在中國在芯片領域呈現(xiàn)了超越的勢頭，一方面是中國技術全面的進步和積累，另一方面也是芯片技術進步的速度在放慢，這給了趕超者更好的條件。

涉及領域太廣

芯片上游產業(yè)涉及的領域太廣，使得單純某些領域的進步甚至突破，遠遠不足以跟上整個芯片行業(yè)的發(fā)展。例如，現(xiàn)在中國刻蝕設備已經世界領先，可以做到5納米了，芯片設計能力也不錯，封裝能力也很高。

但芯片生產涉及的設備、材料太多，上下游產業(yè)鏈太長。因此，如果不能全面突破，只要有一個關鍵點上存在薄弱點，理論上就存在被限制的可能。又因為技術發(fā)展太快，帶動整個產業(yè)鏈所有環(huán)節(jié)都跟著一起在技術上高度變化，這使后發(fā)者要進行追趕的確困難重重。

美國領先并最為重視

從半導體技術出現(xiàn)，直到現(xiàn)在的芯片，主要技術發(fā)明和驅動者都是美國。芯片是信息產業(yè)的基石，而信息產業(yè)又是今天信息社會的基石，是大量其他領域技術進步的核心驅動力，因此具有重大的戰(zhàn)略價值。包括軍事技術的進步等，主要都體現(xiàn)在芯片和信息技術的進步上。

因此，美國從政府到產業(yè)界、金融界對芯片技術都極為重視，并且大力推動其技術進步。其他國家或地區(qū)發(fā)展部分芯片產業(yè)是可以的，一旦呈現(xiàn)全面發(fā)展的態(tài)勢，美國就會全力打壓。例如，光刻機現(xiàn)在是荷蘭ASML居領先地位，芯片生產臺積電最領先，日本和韓國都在芯片部分領域領先，這些美國可以接受。

但當年美日貿易戰(zhàn)時，也配合進行了科技戰(zhàn)，其中半導體芯片就是美國重點打擊日本的領域之一，就是因為日本在芯片領域呈現(xiàn)出了全面超越的趨勢。現(xiàn)在美國對中國芯片業(yè)全面進行打壓，也是因為中國開始在芯片領域呈現(xiàn)出了全面超越的跡象。

芯片技術的趕超，為啥特別難？

正如前面所介紹的，中國在芯片技術上趕超的過程特別艱難，是有其特殊產業(yè)原因的。作為對比，其他技術領域中國趕超起來要容易很多。在國防、軍事等尖端科技領域，從我們建國到現(xiàn)在，始終受到“巴統(tǒng)”——“瓦森納協(xié)議”等限制的，例如2013年美國推動日本對中國高模量的碳纖維進行禁運。

尖端技術不僅無法通過引進學習，甚至產品都難以買到。中國在長期的受限制甚至禁運的環(huán)境中，不斷完成了絕大多數(shù)科技領域接近甚至趕超世界先進水平的歷史積累。芯片是剩下的美國可以有效對中國進行限制的幾乎唯一領域。

我們有哪些技術世界領先？

從總體上說，中國科技已經處于越來越跟緊美國，并開始甩開第二梯隊的歐洲與日本的地位。有部分領域的超越，如在大型的工程機械、高鐵、5G系統(tǒng)、導彈、量子技術、太陽能、風能等。

客觀地說，現(xiàn)在中國超越美歐的領域，一部分是通過改進性的提升（功能更多更適用），量上的擴大（如把機械設備做得更大），產能更大，成本更低等獲得的，真正原創(chuàng)性的超越還是比較少的。

我們自身該如何發(fā)展？

如此說來，似乎中國的科技很快就會領先世界了。是否如此呢？可以說有這個潛力，但很多人也會感覺差距還非常遠，可以說兩種判斷都正確，原因何在？如果單純從一個又一個技術領域來分析，可以說中國與世界最領先的水平差距都不遠了。只要再努力一下，超上或超過距離都不太遠。但另一方面，就是這“最后一百米”，卻又是難如登天的。關鍵原因在于：

追趕與超越是完全不同的兩個概念

追趕時即有后發(fā)劣勢，也有后發(fā)優(yōu)勢。后發(fā)劣勢有很多，它換句話說就是領先者優(yōu)勢。如，領先者會吸引更多人才，使落后者更加落后。領先者有更多資金，可進行更多投入。會率先建立專利保護帶，有利于自己的行業(yè)規(guī)則。擁有進一步技術發(fā)展的話語權。率先研究清楚并控制相應的產業(yè)鏈。率先建立各種行業(yè)保護帶。無人攔阻，反過來可以對追趕者進行各種遏制、專利打壓等。

當然，追趕者也有后發(fā)優(yōu)勢。學習優(yōu)勢，這是追趕者最大的后發(fā)優(yōu)勢。學習有充分的可參考的知識信息，避免各種領先者探索的風險，避免領先者已經犯過的錯誤。

產業(yè)化優(yōu)勢，新的產業(yè)開創(chuàng)需要新開拓很多產業(yè)鏈，一個企業(yè)往往難以去建立所有的產業(yè)環(huán)節(jié)。因此，領先戰(zhàn)略的長期執(zhí)行往往并不是單一企業(yè)可以完成的，它需要大量產業(yè)鏈條上各個環(huán)節(jié)的共同創(chuàng)新和進步。這對領先者是一個巨大的挑戰(zhàn)。對于追趕者來說，整個產業(yè)鏈已經成熟了，因此可以直接利用整個產業(yè)鏈的成熟資源，自己只要做一個最有優(yōu)勢的環(huán)節(jié)就可以了。

中國在從追趕瞬間轉向領先者戰(zhàn)略時，需要從學習和模仿國外具體的先進技術，轉向學習和模仿其原創(chuàng)能力。原創(chuàng)能力它是有規(guī)律的，我們現(xiàn)在最需要的就是研究和掌握其內在規(guī)律，并且學習和研究如何掌握原創(chuàng)性的科技進步能力。

未來幾年最大的風口

對于未來的科技原創(chuàng)一個最重要的方面，是判斷出主要的科技發(fā)展方向在哪里。我們今天經常用“風口”一詞來表達，原因在于全社會的科技推動力往往存在于科技發(fā)展最為迅速的領域。因為其發(fā)展最為迅猛，它的技術能力進步會進而帶動其他領域的技術進步。

信息技術的進步速度在摩爾定律的作用下帶動了整個社會的技術跟著一起進步。未來是否還會出現(xiàn)新的這類風口技術，或者是否就只是一個領域具備這樣的能力，我們很難去下結論。但有一些基本的判斷是可以初步分析一下的。

芯片領域雖然越來越遇到發(fā)展的極限約束，但離真正的不可能再提升的物理極限還有一定空間。如從7納米發(fā)展到2納米。另外各類固體存儲技術的發(fā)展，如新型閃存、相變存儲、磁存儲等很可能會引發(fā)另一場IT領域的革命性改變。

新能源領域正面臨一場革命性突破的前夜。太陽能和風能的成本在2020年已經低于火電，并且未來有很大的成本下降空間。這樣也會使新能源替代化石能源的進程大大加快。純電動車離平價進入市場也不遠，并且其改進潛力巨大。

這些都會使能源領域和汽車領域發(fā)生革命性的變化，并使這些變革漫延到其他領域。 能源和交通是全社會的基礎性產業(yè)，因此其影響極為深遠。

責任編輯：haq