「中芯」何時「中興」？

接收程序員的技術早餐

編輯｜小智

中興的「芯」病，中國的心病。

事件梳理

美國商務部在美東時間 4 月 16 日宣布，將禁止美國公司向中興通訊銷售零部件、商品、軟體和技術 7 年，直到 2025 年 3 月 13 日。理由是中興違反了美國限制向伊朗出售美國技術的制裁條款。

圖丨美國商務部長 Wilbur L. Ross, Jr. 的聲明

圖丨中興遭美製裁大事記

此後，中興通訊連續發表多篇聲明：

4 月 20 日上午，中興通訊發布關於美國商務部激活拒絕令的聲明，稱，在相關調查尚未結束之前，美國商務部工業與安全局執意對公司施以最嚴厲的制裁，對中興通訊極不公平，「不能接受！」

中興通訊董事長殷一民 20 日在新聞發布會上表示，公司上下也在認真反思，接下來將加大研發投入，求人不如求己。有信心應對挑戰。中興反對有關國家用單邊主義破壞全球產業鏈。

4 月 22 日下午，中興通訊發布公告稱，公司成立了總裁直接領導的合規管理委員會；組建了覆蓋全球的資深出口管制合規專家團隊；構建和優化中興通訊出口管制合規管理架構、制度和流程；引入和實施 SAP 貿易合規管控工具（GTS）；配合獨立合規監察官開展的各項監管工作；並對出口管制合規工作進行持續投入。公告稱，2016 年 4 月以來，中興通訊股份有限公司吸取過去在出口管制合規方面的教訓，高度重視出口管制合規工作，把合規視為公司戰略的基石和經營的前提及底線。

事件發展至今，遠遠未到塵埃落定之時。在中美貿易爭端的大環境下，這個針對晶元行業的精確打擊，不得不讓人玩味。我們的中國芯，距離世界頂級還差多遠？「中芯」何時才能「中興」？

國產晶元現狀如何？

首先來看一張中美科技實力對比圖：

從圖片我們可以清楚地看到：中國在家用電器、建材、鐵路和高鐵技術等少數領域領先美國，但在其他 20 多項技術領域都遠遠差於美國，特別是前沿行業中的商業航空器、半導體、生物機器、特種化工和系統軟體等核心技術領域，與美國差距懸殊。

這也就是為什麼，美國商務部對中興的晶元禁令打擊會那麼痛。回到本次事件的中心，2018 年了，國產晶元行業到底是個什麼現狀？

要談 IC（集成電路）產業之前，需要明確兩個概念：

線寬：線寬指的是 IC 生產工藝可達到的最小導線寬度，是 IC 工藝先進水平的主要指標。這裡需要明確的是，線寬並非唯一指標，其也是商家宣傳的噱頭所在，實際效果上，線寬較高的未必比線寬較低的差。

生產投資：IC 產業是一個高投入的行業，每一代晶元製程工藝的進步，伴隨而來的一定是新建工廠、研發投入的成倍增加。據了解，目前三星、英特爾、台積電投資的 7 納米生產廠，投資額都超過了 200 億美元。

明確了這兩個概念，我們再來看看晶元製造的工藝流程：

中國科學院西安光機所副研究員、中科創星創始合伙人米磊介紹，晶元核心產業鏈流程可以簡單描述為設計——製造——封裝。

其中有三個關鍵步驟：第一，提煉高純度二氧化硅，做成比紙還薄的晶圓；第二，在晶圓上用激光刻出數十億條線路，鋪滿幾億個二極體和三極體；第三，把每片晶圓切割封裝好——目前指甲蓋大小的晶元里能集成 150 億個晶體管。每一步，都需要極精細操作。

中國目前最先進的 IC 製程工藝是中芯國際和廈門聯芯的 28 納米製程，其中廈門聯芯的良品率已經超過 95%，而中芯國際目前的研發重點是 14 納米製程，預計可在 2019 年底之前量產。前文提到過三星 7 納米製程剛剛量產成功，由此可見國產晶元跟世界頂級晶元之間的差距在兩代左右。沒有達到工信部聲稱的逐步接近世界第一梯隊，但也不是落後別人數十年的水平。

中興事件是敲醒警鐘的一大事件，但其實國家早在很久以前就開始布局，近些年更是加大了對晶元行業的重視。

高層政策引導：

十九大報告：提出要建設網路強國、數字中國、智慧社會；

2018 年政府工作報告：集成電路排在實體經濟第一位置，足見政府對集成電路支持力度之大，2018 年集成電路邁進實體經濟新征程。

2018 年工信部工作會議：提出包括深入實施「中國製造 2025」；推進網路強國建設；推動互聯網、大數據、人工智慧與製造業深度融合，發展壯大數字經濟；加快傳統經濟優化升級等指導。

地方層面也把集成電路當成戰略支柱性產業來發展

北京、上海、深圳、江蘇、湖北、武漢等基礎本身就比較強，現在福建、合肥、成都、西安等也對集成電路產業相當重視，在政策、資金、人才方面都給予大力支持。

中國集成電路產業發展目標和主要任務（根據《國家集成電路產業發展推進綱要》）

到 2015 年，集成電路發展體制機制創新取得明顯成效，建立與產業發展規律相適應的融資平台和政策環境，產業銷售額超過 3500 億元；

到 2020 年，集成電路產業與國際先進水平的差距逐步縮小，全行業銷售收入年均增速超過 20%；

到 2030 年，集成電路產業鏈主要環節達到國際先進水平，一批企業進入國際第一梯隊。

當前主要任務涵蓋設計、製造、先進封裝測試、關鍵設備和材料各個環節。

半導體產業新熱點和未來核心產品

產業熱點很多，也很集中，包括雲計算、物聯網、大數據、工業互聯網、5G；

戰略指引包括中國製造 2025（智能製造），互聯網 +，大數據；

人工智慧：十九大報告和兩會工作報告都將 AI 放在很高位置，包括機器人、無人機、新能源汽車 / 智能網聯汽車、無人駕駛等；

除了我們在發展的傳統硅基晶元之外，後面的熱點有可能是化合物半導體 (GaN，SiC 等)；未來高端晶元（包括 CPU、FPGA、AD/DA、MEMS 感測器）等核心產品。

是什麼卡住了國產晶元的脖子？

晶元的製造如同用樂高蓋房子。先有晶圓作為地基，再層層往上疊，最終完成自己想要的造型（即各式晶元）。做晶圓需要一種特殊的晶體結構——單晶，它可以像原子一樣一個挨著一個緊密排列，保證基底平整。

要做出單晶的晶圓，就得對原料硅進行純化和拉晶。拉晶過程中，「要用到單晶硅生產爐、切片機、倒角機等多種設備和材料，其中 90% 需要進口。」 陝西光電子集成電路先導院總經理張思申介紹。

還有一個卡住我們的，就是晶元納米級工藝。當前國際上可達到的晶元量產精度為 10 納米，我國能達到的精度為 28 納米，還差兩代。而且，關鍵原材料和設備還都需要進口。

從 2013 年起，中國進口集成電路的價值就超過 2000 億美元，這一現象在 2017 年再次出現，且創下歷史新高。2017 年集成電路進口價值為 2601 億美元，而 17 年原油進口 1623 億美元，遠遠低於進口晶元價值。固然有部分集成電路大幅漲價的因素，但進口晶元價值超過 2000 億美元毋庸置疑，由此產生的貿易逆差也創下歷史新高，達到 1932 億美元。

我國晶元產業根基薄弱，國際環境也不好。

這裡不得不提一個名詞——《瓦森納協定》。《瓦森納協定》，又稱瓦森納安排機制，全稱為《關於常規武器和兩用物品及技術出口控制的瓦森納安排》，它是世界主要的工業設備和武器製造國在巴黎統籌委員會解散後於 1996 年成立的一個旨在控制常規武器和高新技術貿易的國際性組織。

一份是軍民兩用商品和技術清單，涵蓋了先進材料、材料處理、電子器件、計算機、電信與信息安全、感測與激光、導航與航空電子儀器、船舶與海事設備、推進系統等 9 大類；另一份是軍品清單，涵蓋了各類武器彈藥、設備及作戰平台等共 22 類。

《瓦森納協定》雖然允許成員國在自願的基礎上對各自的技術出口實施控制，但實際上成員國在重要的技術出口決策上受到美國的影響，中國正好在這個被限制的國家名單之中。《瓦森納協議》嚴重影響著我國與其成員國之間開展的高技術國際合作。在中美高技術合作方面，美國總是從其全球安全戰略考慮，並以出口限制政策為借口，嚴格限制高技術向我國出口。中美兩國雖然在能源、環境、可持續發展等領域科技合作比較活躍，但是在航空、航天、信息、生物技術等高技術領域幾乎沒有合作。回到半導體領域，受限於《瓦森納協議》，從晶元設計、生產等多個領域，中國都不能獲取到國外的最新科技。

國產晶元還有「中興」之日嗎？

國產晶元在除了移動通信終端和核心網路設備有部分集成電路產品佔有率超過 10% 外，包括計算機系統中的 MPU、通用電子系統中的 FPGA/EPLD 和 DSP、通信裝備中的 Embedded MPU 和 DSP、存儲設備中的 DRAM 和 Nand Flash、顯示及視頻系統中的 Display Driver，國產晶元佔有率都是 0。這張圖最初源自清華大學微電子學研究所魏少軍所長的文章，發表在 2017 年的《集成電路應用》第 34 卷第 4 期上。

魏少軍也指出：

目前，我國集成電路設計企業的主流產品仍集中在中低端，尚未全面進入國際主戰場。除了在通信領域有了比較重要的突破外，在 CPU、存儲器、可編程邏輯陣列（FPGA）、數字信號處理器（DSP）等大宗戰略產品領域的建樹不多。

雖然在「核高基」等國家科技計劃大力支持下，上海兆芯研發的桌面 CPU 和「龍芯」系列 CPU 在特定領域實現批量應用，但受制於知識產權、加工能力和基礎設計能力的不足，我國企業還未能在上述領域進入規模化量產，更談不上全面參與市場競爭。

雖然我們在超級計算機用高性能多核 CPU、動態隨機存儲器、嵌入式 CPU 等領域取得了重要進步，但在整個集成電路領域總體上與國際先進水平相比還有不小的差距。

「中國集成電路與國外最高水平的差距由 5 代縮短到 2 代，由 20 年縮短到 5 年。」——魏少軍。

正視差距，才能追趕前行。目前國產晶元可以說是第二梯隊的選手，但在舉國體制的發展下，未必沒有迎頭趕上的空間。

2017 年，全球半導體產業銷售額 4197 億美元，同比增長 23.8%，是 2011 年以來增速最快的一年。與上一次出現大幅增長的 2010 年不同，本次大幅度增長實在市場及應用設備沒有明顯變化的情況下出現的，且以存儲器價格的快速、大幅上漲為主要標誌。

2017 年，中國集成電路全年銷售額達到 5411 億元，同比增長 24.8%，也是 2012 年以來最快的，擺脫近年來增長率一直在 20% 左右徘徊的第一次跳高增長。

2017 年，中國集成電路產業各主要環節均維持高速增長，設計、製造和封測的增長率均超過 20%，是近年來的第一次。其中，晶元製造業增速最高，增長 28.5%；設計業位列第二達到 26.1%，銷售額首次突破 2000 億；增長率長期停留在 20% 以下的封測業也取得了近年來的最好成績，增速也超過 20%。

過去十年，從 02 專項我們可以看到，我國一直致力於半導體產業的培育，包括裝備、材料、製造工藝等整個產業生態鏈的打造。新興的半導體企業的發展壯大，一方面要技術研發、做好研發和市場，進行上下游的結合，另一方面投融資是不可或缺的。第二個要加強國內與國際資本的結合，國際資本併購基金很多百億美元規模以上，並且更具專業性和前瞻性。

可以看到，國產晶元跟世界頂級晶元之間還存在著至少 2 代的差距，但在幾年前，這個差距是 5 代以上，數十年的差別。

除了晶元產業國家隊的發力，中國各大互聯網巨頭也在紛紛布局晶元產業，華為旗下的海思已經是國產晶元的傑出代表，阿里巴巴、百度等巨頭也已入局。半導體行業是一個氪金行業，放眼全球能扛住這燒錢速度的國家和地區不多，中國就是其中一個。

可以預見的是，在很長一段時間內，國產晶元與世界頂級晶元的差距還會存在，但國產晶元的「中興」之日，卻是終究會到來的。許多年前，一窮二白的我們，在超級大國的核威懾下，搞出了「兩彈一星」。而今天，全球第二大經濟體要不計成本加大晶元投資，有何理由不去相信這一天的來臨？

但我們仍需警惕，那些打著研發晶元旗號，騙取國家補助的現象捲土重來。

寫在最後

半個月前，中美貿易爭端剛剛交鋒，雙方勢均力敵，中國以同等力度還擊美方的每一次出手。當時我看到的是，國內一片沸騰，大家歡天喜地，畢竟能跟美國打個平手對我們來說已經是莫大的勝利。

僅僅一周時間，當中興事件爆發後，風向急轉直下。一夜之間，我們又成了美國這個龐然大物面前瑟瑟發抖的發展中國家，我們對中興恨鐵不成鋼，維護的有之，批評的有之，更多的是冷嘲熱諷的。

中國有一個風氣，很多時候好事情就會頸上添花的說些恭維的話。而一旦遇到問題，大困難，立刻就開始指責，抱怨，氣餒。心態很重要，十年河東十年河西，要麼靜觀其變，要麼參與到改變中。當然，有一種人除外，就是屌絲，這種人到哪裡都一樣 lose，他們需要的是不斷的有讓他們 losing 下去的借口，而不是生活在哪裡，自己是哪國人。——InfoQ 用戶碼田守望者

新中國成立至今不到 70 年，在這 70 年的時間裡，我們在滿目瘡痍的戰后土地上搞五年計劃，搞改革開放，建立起完整的工業體系，壯大成世界第二大經濟體，這是「中國速度」，但我們還嫌它太慢。我們對待自己，喜歡「寬以待己，嚴以律人」，但對自己的國家，我們卻喜歡「嚴以律己，寬以待人」。我們希望自己的國家在每個領域都能做到世界之最，但這可能嗎？

我們從古以來，就有埋頭苦幹的人，有拚命硬幹的人，有為民請命的人，有捨身求法的人，……雖是等於為帝王將相作家譜的所謂「 正史 」，也往往掩不住他們的光耀，這就是中國的脊樑。——魯迅

無論是做互聯網的，做實業的，做金融的，做晶元的，做研發的，還是做菜的、掃地的，這些都是中國的脊樑。只希望大家能在恨鐵不成鋼的同時，也多給自己的國家、同胞一點時間。如果你覺得這篇文章是小粉紅寫的，那我就是了。

參考資料

https://zhuanlan.zhihu.com/p/34701650

http://tech.qq.com/a/20180419/000258.htm

http://www.guancha.cn/industry-science/2018_04_20_454325.shtml

https://www.zhihu.com/question/273640508/answer/372929295

https://www.zhihu.com/question/29353581

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