中國社科院|集成電路產業②自主創新是發展壯大唯一出路
2019年09月16日15:39

原標題:中國社科院|集成電路產業②自主創新是發展壯大唯一出路

2019年9月3日,位於南京江北新區研創園騰飛大廈的國家集成電路設計服務產業創新中心。 視覺中國 圖

在當前新一輪工業革命的背景下,集成電路產業作為戰略性、基礎性和和先導性產業,已成為各主要經濟體技術角力的中心,在國際產業競爭中的戰略地位愈發凸顯。面對美國公然的技術遏製及封鎖手段以及世界芯片產業發展的新形勢,中國需製定務實靈活的應對策略,立足核心技術的自主可控,通過資源的優化配置,破除阻礙資源流動的製度壁壘,鼓勵耐心資本的長期投資,培育形成良好的產業生態,提高產業競爭力,只有將核心技術牢牢掌握在自己手中,才能在國際產業競爭中行穩致遠。

一、芯片產業發展的新趨勢

(一)摩爾定律走向終點孕育著產業鏈重新洗牌的機會

1965年英特爾創始人戈登·摩爾預言芯片中晶體管的數量每年會翻番,半導體的性能與容量將以指數式增長,這就是摩爾定律的雛形。

1975年摩爾進一步修正了該定律為“每隔24個月晶體管的數量將翻番”,這成為半導體行業發展趨勢的預測,也是對半導體行業的“硬約束”,更快、更小和更便宜的晶體管單位也就成為必然。英特爾在一次GSA年會中指出,10nm工藝節點可能就是摩爾定律的終點。台積電總裁也預測摩爾定律大概只能再持續5~6年時間,7nm後摩爾定律就不起作用了。事實上,台積電目前已經將5nm製程工藝提上日程。儘管如此,有人認為,摩爾定律事實上已經失效,因為表徵其發揮作用的三個要素——更快、更小、成本更低,已經只能同時滿足兩個,在當前技術水平下,芯片體積的縮小實際上意味著更高的製造成本。

對於芯片產業而言,摩爾定律的失效意味著製程工藝升級停滯或新的技術範式出現,無論是哪種情況,對中國企業而言都意味著重要的機會窗口出現。在原有技術範式下,後發國家要實現技術趕超,需要在摩爾定律起作用的情況下,在既定技術軌道內實現創新加速度,而先期投入由於摩爾定律的存在,都無法在市場上獲得與先行者對等的創新報酬,因為,摩爾定律會使過時的技術很快失去市場。況且,先發企業的研發速度也在加快,特芯片代工巨頭台積電,近幾年製程工藝換代速度明顯加速,從2014年起,幾乎是每一年換一代,事實上已經超越了摩爾定律。隨著製程工藝升級換代,生產線的門檻投資呈幾何級飆升。在此情況下,中國芯片製造企業要實現追趕,難度巨大。如果製程工藝達到物理極限,則先行企業無法在既有技術範式下加速創新。一般來說,技術範式創新的節點就是後發國家趕超的絕好機會,技術範式改變意味著變換賽道重新起跑。在新賽道贏得比賽的前提是,提前研判新技術範式的可能方向並進行研發佈局。

中科院微系統所王曦院士曾提出“超越摩爾定律”(More than Moore,MtM)概念。MtM技術依賴非數字多元技術,無需遵循“摩爾定律”升級工藝,它是物聯網、可穿戴設備、智慧家庭等新興領域依賴的基礎技術,在MtM技術融合創新推動下,MtM一定會形成一個方興未艾的產業。這個產業包括傳感器、MEMS、光電、射頻、高功率、模擬等領域。

2018年8月6日,在位於江西南昌高新區的某高端芯片設備企業內,工程師調試LED高端設備MOCVD。 視覺中國 資料圖

(二)芯片產業鏈從深度垂直分工再次顯現垂直整合和內部縱向延伸傾向

產業鏈模塊化的特點是產業鏈上各環節技術分工明確、技術邊界清晰。從價值鏈技術一體化程度來看,芯片產業經曆了先一體化、再模塊化,然後再一體化的過程,目前,芯片產業又走向了二次一體化。首先,技術進步和技術標準化使價值鏈的可分性得到提高,產業組織的縱向分工趨於清晰和明確。1987年台積電成立以前,芯片產業只有IDM(Integrated Design and Manufacture)一種模式。隨著技術的快速發展,縱向企業之間的協調成本相應提高,企業之間加強合作或縱向一體化的激勵加強;同時,大量的研發投入伴隨著持續增加的創新不確定性,單一企業難以承擔這種風險時,相關企業也會趨於一體化或股權契約式聯盟,以共擔風險。此外,隨著IC設計公司的增多,在晶圓製造商一家獨大情況下,設計公司為保障產能供應,原本鬆散的縱向戰略聯盟就很可能走向更加緊密的聯合體或一體化組織。在主要的芯片企業中,除了英特爾的產業鏈比較完整以外,蘋果和三星也在積極延長自己的產業鏈,自主研發GPU,走垂直整合模式。

(三)各國產業技術主導權爭奪將日趨激烈,跨國併購變得愈發困難

併購是企業獲取互補性技術資源的重要手段。芯片作為高科技產業皇冠上的明珠,已經成為科技大國搶占技術霸主地位的必爭之地。因此,芯片企業跨國橫向併購越來越頻繁地受到技術擁有國的干預。如2017年,東芝為改善財務狀況,決定出售其具備相當市場競爭力的閃存芯片業務,引發多方博弈。基於技術不外流、產業安全等綜合考慮,儘管富士康出價高達270億美元,但仍收到對該芯片業務感興趣的美國西部數據多方阻撓,並要求東芝將芯片業務賣給自己,最終東芝還是決定將美國貝恩資本牽頭的財團(包括日本幾大銀行機構、SK海力士、蘋果、戴爾等公司)列為優先競購方,而該財團出價只有180億美元。東芝舍高求低主要是受到日本政府的干預。隨著美國在高技術領域反全球化行為的推進,任何涉及核心技術的水平併購都將牽動各國的神經,今後,芯片產業的跨國併購尤其是水平併購將變得更加困難。

二、當前集成電路產業技術突圍的路徑

“科學無國界”正在被美國挑起的“經濟冷戰”所證偽。理論界和實業界越來越清醒地認識到,自主創新是中國半導體產業發展壯大的唯一出路。具體而言,當前,中國集成電路產業可以從以下幾個方面進行技術突圍。

(一)立足研發的自主可控,防止“抄近路式合資”擠壓國內自主創新空間

併購和合資通常被認為是縮短技術追趕過程的有效路徑。但縱觀全球技術追趕曆程和中國主要產業的合資曆史,還沒有哪個國家的哪個產業是通過合資實現了技術突破和技術趕超的。IBM在江蘇成立合資公司,Power8搖身一變成為“自主可控CPU”;ARM也來華成立了合資公司安謀中國,ARM擁有的專利數為3307項,而其在中國的兩家公司中,安謀中國名下並無任何專利,目前只是一個銷售與技術支持的辦事處。這些合資公司的產品被冠以“自主可控CPU”的名號,實際上既不“自主”,也不可控,反而擠壓真正自主CPU的生存空間。因此,要實現中國集成電力產業的真正自主可控,需要培育和扶持真正自主研發的中國企業。在自主研發的基礎上上,保證關鍵技術不會被“卡脖子”,並通過標準溢出、專利授權等實現價值增值。

(二)充分尊重併發揮市場在資源配置中的主導作用,打造國內良好的產業生態

邁克爾·波特(1980)認為,高瞻遠矚的政府可以實施某些政策,為在國際市場上具有潛在競爭力的部門創造一個良好的發展環境。上世紀七、八十年代,美國和日韓政府都曾對半導體行業出台專門的產業政策。同時,我們也應該看到,國家創新體系的“兩彈一星”模式和高鐵模式都不適用於集成電路產業創新。在產業主體眾多、創新方向多維、國際競爭激烈的集成電路產業,公共政策的著力點應該放在塑造良好的產業生態方面。支持和激勵中國企業自主研發,切實保障並充分發揮市場在創新資源配置中的基礎性作用。加大公共財政對基礎研究的投入,整合技術創新力量集中攻克技術難關,引導集成電路產業投資基金和國有投資基金投入方向,增強對產業鏈關鍵環節和薄弱環節的研發投入和研發激勵。利用市場化利益共享機製動員社會的創新力量,推進產業化過程,形成有利於集成電路產業發展的良好生態。加快地方集成電路產業創新平台建設,鼓勵產學研用協同創新,引導產業投資基金優先投向有產學研合作基礎的創新項目,通過“平台+項目”機製,促進人財物的漏鬥式資源集聚。

(三)設立半導體專項人才基金,加快科學家培養和海外人才回流

科學家在技術創新網絡中發揮著極為重要的作用(Breschi和Catalini,2010)。在信息技術時代,企業更加瞭解技術創新和工程實施的方向,從而正在成為科學培養和關鍵人才識別的重要平台。在集成電路產業發展過程中,需要高度重視科學家的力量,加速科學家群體培養,鼓勵企業創辦研究院。整合和使用全球範圍內的人才,吸引海外人才回流。當前,為保護美國專有技術,美國政府經營放緩半導體公司聘用中國員工職位審批的節奏,這對英特爾、高通等公司聘用中國籍員工造成影響,這恰恰是中國吸引人才回流國內的絕佳機會。為此,可以啟動針對包括芯片產業在內的高技術人才專項激勵計劃,將專項基金與用人城市、用人單位待遇相配套,形成立體化人才吸引體系。增加對科研院所有突出貢獻人員的獎勵力度,杜絕基礎研究領域績效評價的量化傾向和短期導向。

(四)採取務實靈活的國際溝通策略,確保產業鏈整體安全

根據比較優勢理論,產業鏈分工有助於各國產業競爭力的提升。中國集成電路產業的發展,既需要積極參與、融入全球價值鏈分工體系中,又要充分考慮產業技術的自主性和產業安全,樹立“產業鏈安全觀”。當前,世界上沒有哪個國家擁有完整的芯片產業鏈,人為阻斷、割裂和相互隔離不符合產業鏈上任何單一芯片企業的根本利益。中國的優勢是某些技術領域的領先(如5G)、龐大的應用市場和低成本製造能力。利用既有優勢,加強與世界各國的溝通和合作。在晶圓加工環節,促進有產業技術基礎的實業合資。利用靈活的引資政策和龐大的市場促成台資企業與大陸晶圓企業實現產業層面的合資。促進海峽兩岸技術融合,將是一條可行的路徑。與歐洲、日韓保持密切溝通和磋商,在互利合作的基礎上促進產業鏈合作和技術合作。

(五)進一步激發產業資本的原發動力,培育和鼓勵耐心資本的長期投資

全球技術創新的經驗表明,產業基金只能夠錦上添花,無法無中生有地解決技術創新問題。而且,對於那些研發週期長、市場前景不明確的基礎性研發項目,產業投資基金的作用更是有限。從目前我國集成電路產業的現狀來看,大量資金投入中低端應用芯片環節,在前端基礎性技術突破進展不大。芯片產業投資的主體,不可能是短期的投機資本和風險資本,也不能是有保值增值壓力的國有資本,而必須是有技術創新抱負和長期投資耐心的民間產業資本,這是芯片產業技術創新的特點所決定的。因此,稅收減免、上市準入等激勵政策不能局限於新創企業,而應該對長期持續自主研發的企業予以傾斜。例如,對於研發投資連續數年超過營收10%的高科技公司,可實施一定額度的稅收減免。

(六)加快軍民深度融合,破除阻礙資源流動的製度壁壘

建設軍民科技協同創新平台是踐行創新驅動發展戰略的重要舉措。在集成電路領域,亟需加快軍民融合步伐,搭建軍民融合的科技創新平台,打破製度壁壘,促進軍民品共用技術研發和創新資源的互通共享。著力推進某些領域標準歸一化,加快推動軍民融合“結對子”“組方陣”工作,將軍民融合工作落到實處。積極引入社會資本參與軍工企業股份製改造,鼓勵各類民用軟件企業與軍工企業相互持股、組建戰略聯盟,形成利益共享、風險共擔的創新聯合體。

(作者劉建麗系中國社會科學院工業經濟研究所研究員,本文為作者發表在《財經智庫》2019年7月號第4卷第4期的文章,澎湃新聞經授權轉載。文章發表時刪去了相關註釋。)

關注我們Facebook專頁
    相關新聞
      更多瀏覽