中国社科院|集成电路产业②自主创新是发展壮大唯一出路

刘建丽 李先军

2019-09-16 15:39 来源:澎湃新闻

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2019年9月3日,位于南京江北新区研创园腾飞大厦的国家集成电路设计服务产业创新中心。 视觉中国 图

2019年9月3日,位于南京江北新区研创园腾飞大厦的国家集成电路设计服务产业创新中心。 视觉中国 图

在当前新一轮工业革命的背景下,集成电路产业作为战略性、基础性和和先导性产业,已成为各主要经济体技术角力的中心,在国际产业竞争中的战略地位愈发凸显。面对美国公然的技术遏制及封锁手段以及世界芯片产业发展的新形势,中国需制定务实灵活的应对策略,立足核心技术的自主可控,通过资源的优化配置,破除阻碍资源流动的制度壁垒,鼓励耐心资本的长期投资,培育形成良好的产业生态,提高产业竞争力,只有将核心技术牢牢掌握在自己手中,才能在国际产业竞争中行稳致远。
一、芯片产业发展的新趋势
(一)摩尔定律走向终点孕育着产业链重新洗牌的机会
1965年英特尔创始人戈登·摩尔预言芯片中晶体管的数量每年会翻番,半导体的性能与容量将以指数式增长,这就是摩尔定律的雏形。
1975年摩尔进一步修正了该定律为“每隔24个月晶体管的数量将翻番”,这成为半导体行业发展趋势的预测,也是对半导体行业的“硬约束”,更快、更小和更便宜的晶体管单位也就成为必然。英特尔在一次GSA年会中指出,10nm工艺节点可能就是摩尔定律的终点。台积电总裁也预测摩尔定律大概只能再持续5~6年时间,7nm后摩尔定律就不起作用了。事实上,台积电目前已经将5nm制程工艺提上日程。尽管如此,有人认为,摩尔定律事实上已经失效,因为表征其发挥作用的三个要素——更快、更小、成本更低,已经只能同时满足两个,在当前技术水平下,芯片体积的缩小实际上意味着更高的制造成本。
对于芯片产业而言,摩尔定律的失效意味着制程工艺升级停滞或新的技术范式出现,无论是哪种情况,对中国企业而言都意味着重要的机会窗口出现。在原有技术范式下,后发国家要实现技术赶超,需要在摩尔定律起作用的情况下,在既定技术轨道内实现创新加速度,而先期投入由于摩尔定律的存在,都无法在市场上获得与先行者对等的创新报酬,因为,摩尔定律会使过时的技术很快失去市场。况且,先发企业的研发速度也在加快,特芯片代工巨头台积电,近几年制程工艺换代速度明显加速,从2014年起,几乎是每一年换一代,事实上已经超越了摩尔定律。随着制程工艺升级换代,生产线的门槛投资呈几何级飙升。在此情况下,中国芯片制造企业要实现追赶,难度巨大。如果制程工艺达到物理极限,则先行企业无法在既有技术范式下加速创新。一般来说,技术范式创新的节点就是后发国家赶超的绝好机会,技术范式改变意味着变换赛道重新起跑。在新赛道赢得比赛的前提是,提前研判新技术范式的可能方向并进行研发布局。
中科院微系统所王曦院士曾提出“超越摩尔定律”(More than Moore,MtM)概念。MtM技术依赖非数字多元技术,无需遵循“摩尔定律”升级工艺,它是物联网、可穿戴设备、智慧家庭等新兴领域依赖的基础技术,在MtM技术融合创新推动下,MtM一定会形成一个方兴未艾的产业。这个产业包括传感器、MEMS、光电、射频、高功率、模拟等领域。2018年8月6日,在位于江西南昌高新区的某高端芯片设备企业内,工程师调试LED高端设备MOCVD。? 视觉中国 资料图

2018年8月6日,在位于江西南昌高新区的某高端芯片设备企业内,工程师调试LED高端设备MOCVD。? 视觉中国 资料图

(二)芯片产业链从深度垂直分工再次显现垂直整合和内部纵向延伸倾向
产业链模块化的特点是产业链上各环节技术分工明确、技术边界清晰。从价值链技术一体化程度来看,芯片产业经历了先一体化、再模块化,然后再一体化的过程,目前,芯片产业又走向了二次一体化。首先,技术进步和技术标准化使价值链的可分性得到提高,产业组织的纵向分工趋于清晰和明确。1987年台积电成立以前,芯片产业只有IDM(Integrated Design and Manufacture)一种模式。随着技术的快速发展,纵向企业之间的协调成本相应提高,企业之间加强合作或纵向一体化的激励加强;同时,大量的研发投入伴随着持续增加的创新不确定性,单一企业难以承担这种风险时,相关企业也会趋于一体化或股权契约式联盟,以共担风险。此外,随着IC设计公司的增多,在晶圆制造商一家独大情况下,设计公司为保障产能供应,原本松散的纵向战略联盟就很可能走向更加紧密的联合体或一体化组织。在主要的芯片企业中,除了英特尔的产业链比较完整以外,苹果和三星也在积极延长自己的产业链,自主研发GPU,走垂直整合模式。
(三)各国产业技术主导权争夺将日趋激烈,跨国并购变得愈发困难
并购是企业获取互补性技术资源的重要手段。芯片作为高科技产业皇冠上的明珠,已经成为科技大国抢占技术霸主地位的必争之地。因此,芯片企业跨国横向并购越来越频繁地受到技术拥有国的干预。如2017年,东芝为改善财务状况,决定出售其具备相当市场竞争力的闪存芯片业务,引发多方博弈。基于技术不外流、产业安全等综合考虑,尽管富士康出价高达270亿美元,但仍收到对该芯片业务感兴趣的美国西部数据多方阻挠,并要求东芝将芯片业务卖给自己,最终东芝还是决定将美国贝恩资本牵头的财团(包括日本几大银行机构、SK海力士、苹果、戴尔等公司)列为优先竞购方,而该财团出价只有180亿美元。东芝舍高求低主要是受到日本政府的干预。随着美国在高技术领域反全球化行为的推进,任何涉及核心技术的水平并购都将牵动各国的神经,今后,芯片产业的跨国并购尤其是水平并购将变得更加困难。
二、当前集成电路产业技术突围的路径
“科学无国界”正在被美国挑起的“经济冷战”所证伪。理论界和实业界越来越清醒地认识到,自主创新是中国半导体产业发展壮大的唯一出路。具体而言,当前,中国集成电路产业可以从以下几个方面进行技术突围。
(一)立足研发的自主可控,防止“抄近路式合资”挤压国内自主创新空间
并购和合资通常被认为是缩短技术追赶过程的有效路径。但纵观全球技术追赶历程和中国主要产业的合资历史,还没有哪个国家的哪个产业是通过合资实现了技术突破和技术赶超的。IBM在江苏成立合资公司,Power8摇身一变成为“自主可控CPU”;ARM也来华成立了合资公司安谋中国,ARM拥有的专利数为3307项,而其在中国的两家公司中,安谋中国名下并无任何专利,目前只是一个销售与技术支持的办事处。这些合资公司的产品被冠以“自主可控CPU”的名号,实际上既不“自主”,也不可控,反而挤压真正自主CPU的生存空间。因此,要实现中国集成电力产业的真正自主可控,需要培育和扶持真正自主研发的中国企业。在自主研发的基础上上,保证关键技术不会被“卡脖子”,并通过标准溢出、专利授权等实现价值增值。
(二)充分尊重并发挥市场在资源配置中的主导作用,打造国内良好的产业生态
迈克尔·波特(1980)认为,高瞻远瞩的政府可以实施某些政策,为在国际市场上具有潜在竞争力的部门创造一个良好的发展环境。上世纪七、八十年代,美国和日韩政府都曾对半导体行业出台专门的产业政策。同时,我们也应该看到,国家创新体系的“两弹一星”模式和高铁模式都不适用于集成电路产业创新。在产业主体众多、创新方向多维、国际竞争激烈的集成电路产业,公共政策的着力点应该放在塑造良好的产业生态方面。支持和激励中国企业自主研发,切实保障并充分发挥市场在创新资源配置中的基础性作用。加大公共财政对基础研究的投入,整合技术创新力量集中攻克技术难关,引导集成电路产业投资基金和国有投资基金投入方向,增强对产业链关键环节和薄弱环节的研发投入和研发激励。利用市场化利益共享机制动员社会的创新力量,推进产业化过程,形成有利于集成电路产业发展的良好生态。加快地方集成电路产业创新平台建设,鼓励产学研用协同创新,引导产业投资基金优先投向有产学研合作基础的创新项目,通过“平台+项目”机制,促进人财物的漏斗式资源集聚。
(三)设立半导体专项人才基金,加快科学家培养和海外人才回流
科学家在技术创新网络中发挥着极为重要的作用(Breschi和Catalini,2010)。在信息技术时代,企业更加了解技术创新和工程实施的方向,从而正在成为科学培养和关键人才识别的重要平台。在集成电路产业发展过程中,需要高度重视科学家的力量,加速科学家群体培养,鼓励企业创办研究院。整合和使用全球范围内的人才,吸引海外人才回流。当前,为保护美国专有技术,美国政府经营放缓半导体公司聘用中国员工职位审批的节奏,这对英特尔、高通等公司聘用中国籍员工造成影响,这恰恰是中国吸引人才回流国内的绝佳机会。为此,可以启动针对包括芯片产业在内的高技术人才专项激励计划,将专项基金与用人城市、用人单位待遇相配套,形成立体化人才吸引体系。增加对科研院所有突出贡献人员的奖励力度,杜绝基础研究领域绩效评价的量化倾向和短期导向。
(四)采取务实灵活的国际沟通策略,确保产业链整体安全
根据比较优势理论,产业链分工有助于各国产业竞争力的提升。中国集成电路产业的发展,既需要积极参与、融入全球价值链分工体系中,又要充分考虑产业技术的自主性和产业安全,树立“产业链安全观”。当前,世界上没有哪个国家拥有完整的芯片产业链,人为阻断、割裂和相互隔离不符合产业链上任何单一芯片企业的根本利益。中国的优势是某些技术领域的领先(如5G)、庞大的应用市场和低成本制造能力。利用既有优势,加强与世界各国的沟通和合作。在晶圆加工环节,促进有产业技术基础的实业合资。利用灵活的引资政策和庞大的市场促成台资企业与大陆晶圆企业实现产业层面的合资。促进海峡两岸技术融合,将是一条可行的路径。与欧洲、日韩保持密切沟通和磋商,在互利合作的基础上促进产业链合作和技术合作。
(五)进一步激发产业资本的原发动力,培育和鼓励耐心资本的长期投资
全球技术创新的经验表明,产业基金只能够锦上添花,无法无中生有地解决技术创新问题。而且,对于那些研发周期长、市场前景不明确的基础性研发项目,产业投资基金的作用更是有限。从目前我国集成电路产业的现状来看,大量资金投入中低端应用芯片环节,在前端基础性技术突破进展不大。芯片产业投资的主体,不可能是短期的投机资本和风险资本,也不能是有保值增值压力的国有资本,而必须是有技术创新抱负和长期投资耐心的民间产业资本,这是芯片产业技术创新的特点所决定的。因此,税收减免、上市准入等激励政策不能局限于新创企业,而应该对长期持续自主研发的企业予以倾斜。例如,对于研发投资连续数年超过营收10%的高科技公司,可实施一定额度的税收减免。
(六)加快军民深度融合,破除阻碍资源流动的制度壁垒
建设军民科技协同创新平台是践行创新驱动发展战略的重要举措。在集成电路领域,亟需加快军民融合步伐,搭建军民融合的科技创新平台,打破制度壁垒,促进军民品共用技术研发和创新资源的互通共享。着力推进某些领域标准归一化,加快推动军民融合“结对子”“组方阵”工作,将军民融合工作落到实处。积极引入社会资本参与军工企业股份制改造,鼓励各类民用软件企业与军工企业相互持股、组建战略联盟,形成利益共享、风险共担的创新联合体。
(作者刘建丽、刘先军供职于中国社会科学院工业经济研究所,本文为作者发表在《财经智库》2019年7月号第4卷第4期的文章,澎湃新闻经授权转载。文章发表时删去了相关注释。)
责任编辑:王琳杰
校对:张亮亮
澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 集成电路,集成电路产业,自主创新

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