在《三體》世界中，三體人因為害怕地球科技發(fā)展速度太快，有一天可能會敗在人類手下，于是發(fā)明了一種質(zhì)子技術(shù)，“鎖死”了地球的基礎(chǔ)科學(xué)。
科幻映入現(xiàn)實，如今地緣政治震蕩、逆全球化風(fēng)潮漸盛，美國以“國家安全”為由，動用政府力量強行改變半導(dǎo)體領(lǐng)域的國際分工格局，扭曲全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈，以圖“鎖死”中國半導(dǎo)體芯片設(shè)計、制造的最先進發(fā)展方向。中國芯片真的已被美國“鎖死”？中國芯片企業(yè)又該如何突破重圍？
供應(yīng)鏈嚴重依賴海外
中國是全球制造大國，國內(nèi)芯片用量約占全球的60%，是中國進口量最大的品類，僅今年上半年，集成電路進口總額為1.35萬億美元。但一直以來，中國使用的是國外技術(shù)，并依靠巨大市場換取生存空間，并沒有發(fā)展自主知識產(chǎn)權(quán)半導(dǎo)體關(guān)鍵核心技術(shù)的壓力。
在過去20年間，中國吸引諸多海外半導(dǎo)體公司來華投資建廠，但國際上對華芯片行業(yè)執(zhí)行的是“+2”策略，即在華投資建設(shè)芯片制造工廠，啟動建設(shè)時工藝定位就落后世界先進水平2代以上，比如臺積電松江工廠、臺積電南京工廠都是如此。同時，輸華的芯片制造設(shè)備，特別是光刻機，也會落后世界最高水平2代以上。近年來，“+2”策略升級為“不賣EVU光刻機”策略，中國大陸芯片制造被國際巨頭按下了“暫停鍵”。
中國芯片的短板在于高端芯片產(chǎn)品、先進制造、半導(dǎo)體設(shè)備與材料、工業(yè)軟件，這些是芯片制造業(yè)的基礎(chǔ)。
以設(shè)備制造為例，國內(nèi)半導(dǎo)體制造設(shè)備主要依賴進口。2020年，美國、歐洲、日本廠商的合計份額占全球96%，世界排名前五的設(shè)備廠商有三家來自美國，分別是應(yīng)用材料公司、泛林半導(dǎo)體、KLA公司，其余兩家是來自荷蘭的光刻機制造商ASML和日本最大的半導(dǎo)體設(shè)備制造商東京電子。
再比如，雖然我國是全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈最完整的國家，但由于多年形成產(chǎn)業(yè)鏈全球分工以及產(chǎn)業(yè)鏈多樣化，國內(nèi)企業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)水平參差不齊。蝕刻機領(lǐng)域，在關(guān)鍵工藝和流程上，中國設(shè)備不能完全替代泛林半導(dǎo)體的設(shè)備；核心材料領(lǐng)域，半導(dǎo)體核心材料大概有100多種，日本占到50%以上。中國雖然在幾個關(guān)鍵材料方面有所突破，但由于產(chǎn)品穩(wěn)定性以及驗證手段、驗證周期等原因，目前還不能完全取代國外同類產(chǎn)品。
“鎖死”中國芯片的“兩板斧”
美國企圖“鎖死”中國芯片用了“兩板斧”，一板斧是用補貼拉攏相關(guān)企業(yè)站隊，另一板斧是用出口管制手段遏制中國半導(dǎo)體先進制程發(fā)展。
第一板斧：給錢。美國國會在2020年就通過了支持芯片生產(chǎn)和研發(fā)的《芯片法案》，但當(dāng)時未提出具體的資金支持。今年7月28日出臺的《2022年芯片和科技法案》，旨在落地投資預(yù)算，并已于8月9日獲得美國總統(tǒng)拜登簽署。法案意圖切斷向中國供應(yīng)芯片先進制程（低于28納米）的技術(shù)和設(shè)備及材料，促使先進制程芯片制造業(yè)向美國集中，隔斷中國芯片產(chǎn)業(yè)與全球聯(lián)系，重塑全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈格局。
《2022年芯片和科技法案》通過補貼加速芯片產(chǎn)業(yè)回流美國，一是向半導(dǎo)體行業(yè)提供527億美元的資金支持；二是為企業(yè)提供規(guī)模約240億美元的25%投資稅收抵免。法案要求受補貼的實體如果與中國等“受關(guān)注的國外實體”有實質(zhì)性的半導(dǎo)體產(chǎn)能擴大的重要交易計劃，需要向美國商務(wù)部部長通報。美國商務(wù)部部長在咨詢美國國防部部長和情報總監(jiān)后，須在90天內(nèi)作出是否收回補貼的決定。
拿到補貼后，半導(dǎo)體企業(yè)須在中美之間“二選一”。泛林半導(dǎo)體、KLA公司均收到了美國政府的通知，美國對華技術(shù)出口管制范圍將進一步擴大至生產(chǎn)14納米以下芯片的代工廠。
即便中國是泛林半導(dǎo)體第一大市場、貢獻了超過三成的總營收，但泛林半導(dǎo)體還是準(zhǔn)備完全遵守美國政府的上述通知。上述出口政策一旦全面落地，威力可想而知。
第二板斧：出口管制。今年8月15日起，美國商務(wù)部對被稱為“芯片之母”的EDA軟件實施出口管控。
這并不足為奇，2019年以來，美國主要以“實體清單”的方式，限制所有使用美國技術(shù)的企業(yè)出口先進制程相關(guān)產(chǎn)品或技術(shù)給中國。中國實體被納入“實體清單”后，企業(yè)向這些實體出口、再出口、轉(zhuǎn)讓美國出口管理條例（EAR）管轄的所有產(chǎn)品和技術(shù)時，都須向美國政府申請許可。
2020年12月，美國商務(wù)部以“與軍工業(yè)有聯(lián)系”為由，將中芯國際列入“實體清單”，指出10納米及以下制程所需的設(shè)備和技術(shù)出口時，原則上將被拒絕。這意味著，如果沒有經(jīng)過美國政府許可，中芯國際將無法進一步獲得相關(guān)美國企業(yè)的技術(shù)和產(chǎn)品。
類似美國動用國家力量打壓中國企業(yè)的案例比比皆是。美國將經(jīng)貿(mào)問題政治化，違反國際貿(mào)易規(guī)則，嚴重干擾了兩國乃至全球正常的科技交流和貿(mào)易往來，對全球產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈、價值鏈造成了破壞。
中國半導(dǎo)體突圍
從短期來看，《芯片法案》涉及到先進制造工藝的高端代工、存儲器對中國影響較大，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的安全底線被不斷擠壓。不過長期來看，鑒于國際形勢、供應(yīng)鏈安全的不確定性，進行相關(guān)領(lǐng)域的國產(chǎn)化工作已經(jīng)是國內(nèi)產(chǎn)業(yè)共識，法案的限制只能加速推進這一進程。
在國產(chǎn)化的宏觀政策加持下，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)做好頂層設(shè)計和統(tǒng)籌布局，2020年，中國政府出臺了《新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》，對符合要求的芯片生產(chǎn)、封裝、設(shè)計等企業(yè)實施減免稅政策，對芯片生產(chǎn)和封裝企業(yè)實行進口關(guān)稅免稅的鼓勵。企業(yè)也已經(jīng)被迫走出“舒適圈”，力求建立一定的產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)供應(yīng)能力，防止“缺芯潮”再度出現(xiàn)。目前有兩條路徑：
第一條路徑：打牢基本功。目前ASML聽命美國未向中國大陸出口極紫外光刻機（EUV），這種光刻機主要用于生產(chǎn)7納米及更先進制程的芯片。中國大陸目前能夠量產(chǎn)的是90納米光刻機，28納米光刻機尚未成熟，有很多環(huán)節(jié)需要完善和優(yōu)化，部分核心設(shè)備和材料以及工業(yè)軟件還需要進口國外產(chǎn)品，要達到世界同等水平，并完全實現(xiàn)國產(chǎn)化，至少還需要五年時間。
未來，中國自研先進制程的各類半導(dǎo)體設(shè)備，需要準(zhǔn)備好十年以上的投入。同時，中國可以利用這十年時間，在成熟芯片上把基本功打扎實，并爭取在某個領(lǐng)域形成完整產(chǎn)業(yè)鏈。
第二條路徑：使用Chiplet技術(shù)。在現(xiàn)有工藝基礎(chǔ)上，國內(nèi)企業(yè)正嘗試使用Chiplet技術(shù)追趕先進水平。Chiplet即小芯片或芯粒，是芯片制造領(lǐng)域近年來備受關(guān)注的技術(shù)路線，通過把不同芯片的能力模塊化，利用新的設(shè)計、互聯(lián)、封裝等技術(shù)，在一個封裝的產(chǎn)品中使用來自不同技術(shù)、不同制程甚至不同工廠的芯片。
在Chiplet技術(shù)路徑上，當(dāng)前中國水平與國際相差不大，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也剛開始制定，中國仍有趕超機會。綜合來看，Chiplet是當(dāng)下解決困境的可行路徑。
