作 者:悟00000空
2019年5月16日,美国明文制裁华为;
2020年5月15日,进一步制裁,“堵”上了之前禁令的一些“漏洞”;
8月17日,美国国务卿彭佩奥发布了一份名为“美国进一步限制华为获取美国技术”的声明,又进一步堵上了之前禁令的“漏洞”。
华为被围追堵截,曲线自救的努力一次次挫败,在目前范式中生存的压力越来越大,哪怕是极限生存。
华为的奋斗、困窘让国人看了愤懑、心酸。我们一个泱泱大国,为什么造得出“两弹一星”,却造不出高端芯片?
“两弹一星”指核弹(原子弹、氢弹)、导弹和人造卫星。
1960年11月5日,中国仿制的第一枚导弹发射成功,1964年10月16日15时,中国第一颗原子弹爆炸成功,使中国成为第五个拥有原子弹的国家;1967年6月17日上午8时,中国第一颗氢弹空爆试验成功;1970年4月24日21时,中国第一颗人造卫星发射成功,使中国成为第五个发射人造卫星的国家。“两弹一星”是20世纪下半叶中华民族的辉煌伟业。
“两弹一星”都造出了,为什么高端芯片却造不出来呢?
军事项目与民用项目的不同
因为,军事项目与民用项目服从截然不同的经济规律。
一种产品或服务,一般从“成本、质量、速度”三个维度来评判。军事项目在这三个方面要求都不高,成本高一点没关系,质量次一点没关系,设计制造慢一点也没关系,“有”是第一目标。
其实作为军事项目的中国芯片也是很成功的。以“中国半导体之母”谢希德等为代表的前辈们为蹒跚起步的中国半导体行业做了两大贡献:
一是保障了“两弹一星”等一批重大军事项目的电子和计算配套;
二是为中国建立了一套横跨院所和高校的半导体人才培养体系。
但中国在芯片的民用产业化方面却相当薄弱。
1977年7月,邓小平邀请30位科技界代表在人民大会堂召开座谈会,半导体学界灵魂人物王守武发言说:“全国共有600多家半导体生产工厂,其一年生产的集成电路总量,只等于日本一家大型工厂月产量的十分之一。”
时至今日,中国集成电路学界很多“达到国际水平”的成果,只具备“展示和验收”功能。一经专家评审会通过就束之高阁,生锈落灰,极少走向市场。
和军用芯片不同,民用产业化的芯片在成本、质量、速度三个方面要求都很高。
产业链上下游必须紧密配合,经过仿真设计、晶圆厂制造、封装测试,通过长期的市场验证才能推出成熟的产品。
这过程哪怕出现一个小错误,芯片就全废了,千辛万苦却做了一块带着细密金属的石头,试错成本极高。成功率、良品率又极难提高。
就算给你所有图纸、流程、指南、手册,派专家手把手教你,你也很难设计、制造出合格的芯片,因为里面还涉及很多无法用文字语言描述、无法固定的技术诀窍。
没有长期的经验积累是无法参与竞争的。芯片真的是像它的制造工艺那样是“磨”出来的。
这和软件很不一样。就像埃隆·马斯克所说的那样,火箭为什么那么难造呢,因为无法进行预先测试,不能说先发射一下看看有没有问题。
不像软件,先跑一下,看看有没有问题,有问题纠正。火箭发射了就发射了,有问题就爆炸了,就成了一个几亿美金的炮仗,没有纠正错误的机会。所以必须一个错误都没有,才能发射成功。
芯片在这方面和火箭是一样的,然而它比火箭更麻烦。芯片有无数种,而且每一种都在不停地越来越快地升级换代。
火箭不需要有无数种花样,也不需要一年半载就升级一次,“两弹一星”更不需要不停升级,搞出来了就可以松口气、歇一歇了,因为它们都不像芯片那样受制于摩尔定律。
摩尔定律是由英特尔创始人之一戈登·摩尔提出来的:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。
换言之,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔18-24个月翻一倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。
当然,尽管这种趋势已经持续了超过半个世纪,摩尔定律仍应该被认为是观测或推测,而不是一个物理或自然法。
这些因素导致芯片行业是一个难度极高的行业,对技术、管理的要求极高,很难想象一个行业比芯片更难做的了。
前期投入十分巨大,动辄几十亿、上百亿美元,需要不停地研制新产品,和时间赛跑,同时要确保良品率,不能有一刻松懈。
研制慢了,竞争对手的更高阶产品面世,自己的产品要么卖不出去,要么贱卖,都要亏损;研制出来了,良品率太低,成本太高,也要被竞争对手淘汰。领先者喝酒吃肉,落后者只能吃土。
而且,更可怕的是,失败者接下来要站在一次比一次高的平台上与优胜者竞争,难度越来越大,翻盘的希望越来越小。
这个行业先发优势极强,赢者通吃,弱肉强食,根本没有仿造者、落后者的立足之地,十分残酷。
这也就意味着,想要用发展“两弹一星”的模式发展民用芯片产业是行不通的,“两弹一星”是一次性资源消耗,而芯片企业如果技术不强,管理不善,没有能力盈利,不能自我造血,那么,怎么输血、怎么扶持都是不够的,血会越输越多,是个无底洞,财政也好,股民也好,都填不了这个无底洞。
中国芯片业发展简史
中国芯梦为什么迟迟不能实现?窃以为至少是有四个方面的问题。首先回顾一下中国芯片业的发展历程。
中国半导体产业发展大致经历了七个阶段,以下是极简版介绍,对细节感兴趣的读者可以在文章最后点击链接《中国芯片业发展极简史》,查阅较为详细的内容。
1. 上个世纪四十年代
半导体这门1947年才诞生的学科,早早就在“中国半导体之母”谢希德等老一辈科学家的努力下,在中国落地生根。
2. 上个世纪五六十年代
为解决军队电子通信问题,在苏联和民主德国的技术支持下,我国建立了京东方的前身等一系列工厂,这些“一五”期间的工厂,成为我国电子工业的基础,保障了“两弹一星”等一批重大军事项目的电子和计算配套。
3. 十年风波
半导体工业并未止步,特别是1972年,美国总统尼克松访华后,中国从欧美大量引进技术,全国有40多家集成电路厂建成投产。实现了从中小集成电路发展到大规模集成电路的跨越。
4. 八十年代
效益为先,各大电子厂各自为战,购买引进取代自主研发,然而越引进越落后。为了挽回局面,国家实施“531战略”,却落后得更厉害了。从1986年到1995年,陆续诞生了无锡华晶、绍兴华越、上海贝岭、上海飞利浦和首钢NEC等五家公司。首钢做芯片,是大型企业受地方政府“鼓励”跨界做芯片的第一个案例,未来还会不断重演。不过首钢的尝试以失败告终。
5. 九十年代
1989年,江泽民主持中央工作后指出:“我们应该清醒地认识到,核心技术是买不来的,必须靠我们自己。只是一代一代引进新的生产能力是赶不上世界先进水平的。我们研究人员要争口气,否则发达国家在核心技术方面总是卡我们的脖子。”
他还正确地预计了:“到2020年,国际上微电子技术水平将发展到14纳米(0.014微米)。”
国家改变以往让各大电子厂各自为战的模式,开始用重点项目的方式集中进行半导体投资研发。相继实施了908工程、909工程,然而效果不佳。
至此,国家出面组织的“三大战役”,531,908,909,屡败屡战,精神可嘉,最终通过“909工程”为我们留下了一家勉强算合格的上海华虹。朱镕基曾经对负责开办华虹的胡启立说:“这是国务院动用财政赤字给你办企业,你可要还给我呀!”
可是,半导体这种投入大、回报周期长的行业,想要迅速回笼资金,太难了。
更可怕的是,由于摩尔定律和西方通过“巴统”“瓦协”等组织的技术封锁,中国陷入了“引进-建厂-投产-落后-再引进”的恶性循环。又由于缺乏人才,无法消化、吸收引进的技术,无法自主研发,在这个泥潭越陷越深,爬不出来。
6. 进入二十一世纪
2001年,互联网泡沫破裂,半导体行业受到重挫。
国家认识到,以国企为对象、以计划经济方式进行的扶持,不仅没有让这些企业在市场化的大环境中走出困境,反而加强了它们身份和思维的冲突,计划经济和市场经济的弊端集于一身,路越走越窄,进退维谷。
此外,单一的工程项目对产业生态的提振十分有限。
加入WTO前后,国际化的视野和市场化的运作方式被引入中国。芯片业以“真正的产业”姿态出现在人们的视野里,国家扶持的模式也发生了转变。
用政策引导的方式,积极发展产业配套,改善产业发展环境。信息产业部同时组织实施了“中国芯”工程。在中央和地方政策引导下,国内掀起了一波集成电路投资热潮,中国芯片业进入了海归创业和民企崛起的时代。
然而不久,不少产品、企业纷纷出了问题。“汉芯事件”这一惊天骗局毫不客气地暴露了我国芯片产业发展模式的缺点,是整个行业进入低谷的一个标志。
7. 二十一世纪第二个十年
发展芯片产业上升至国家战略高度,设立了国家产业基金,扶植产业链上的龙头企业,从项目投资模式转向股权投资模式,一般不干预企业经营管理。半导体行业掀起并购浪潮,紫光集团等收购了一堆海归创业的企业以及国内民企,芯片业似乎风生水起。
然而,2018年4月美国对中兴的制裁如同一记当头棒喝。人们忽然发现我们的半导体产业扶持了这么久、花了这么多钱,竟然还是没有摆脱对西方的依赖。人家一制裁,我们的企业就近乎“残废”了。
于是政府进一步加大对芯片业的扶持,民间也纷纷行动起来。如2018年11月,腾讯携手杨振宁等科学家共同发起设立“科学探索奖”,鼓励基础科学和前沿核心技术方面的研究。2017年10月成立的阿里巴巴达摩院也积极布局AI芯片产业。
从2019年5月到2020年8月,美国不断加强对华为的制裁,一步步堵住了华为曲线自救的所有道路。
同时,政府进一步加大对芯片产业的扶持力度,全国一盘棋,集中力量办大事。2020年开年至今,芯片项目在全国遍地开花,一线城市和非一线城市在吸引芯片项目落地方面都十分激进、生猛,地方造芯大军突起。
我们回顾我国半导体七八十年的发展过程:
1、先是军用,然后转向民用。
到底是怎么回事呢?似乎政府扶持也不是,不扶持也不是;这么扶持也不是,那么扶持也不是;鼓励它们上市不是,不鼓励它们上市也不是。不管是财政,还是股民,似乎都救不了中国芯片业。
中国芯片业存在的四个问题
问题到底出在哪里呢?窃以为,主要是四个问题,一个是财政扶持的弊端;二是资本市场的博彩化;三是教育的薄弱;四是社会价值观取向的扭曲。
1. 财政扶持的弊端
“三大战役”、“中国芯”工程、国家半导体基金、各地政府“造芯运动”,消耗了财政上万亿资金,但财政的钱通常会引来大量的分肥者,他们曲尽心机,迎合政府发布政绩的心理需要,追求短期成功,甚至坑蒙拐骗;
而一些邀功心切的官员则主动配合,睁一只眼闭一只眼,里外联手,各得其所。
败光了政府的钱,这也罢了,然而更糟糕的是,这些人让扎扎实实做事的诚信企业难以生存,劣币驱良币,而后者才是国家希望之所在。
这两天爆出的武汉宏芯半导体三年千亿“烂尾楼”,实是意料之中,肯定不是唯一的烂尾。
汉芯事件就是一个典型的例子。2003年2月,上海交通大学微电子学院院长陈进举行盛大发布会,宣布国产高性能DSP“汉芯一号”研发成功。
政府各级领导、国内顶级专家纷纷站台,表示“汉芯一号”及其相关设计和应用开发平台,达到了国际先进水平,是中国芯片发展史上一个重要的里程碑。陈进获得了无数荣誉和巨额项目资金。
三年后,有人在水木清华BBS上公开指责陈进的“汉芯一号”造假,很快引起业界关注。
随着调查的深入,真相浮出水面。“汉芯一号”竟然是陈进雇人把摩托罗拉相关芯片的标识用砂纸磨掉,然后加上汉芯标志“研制”而成的。如此明目张胆的科研造假,让人瞠目结舌。
汉芯事件让国人心有余悸。此后很长一段时间,人们对国产芯片总是带着怀疑的眼光,时不时会调侃一句“不会也是打磨的吧”。
芯片业投入巨大、周期巨长、风险巨高,没有国家的扶持几乎是不可能发展起来的。美国、日本、韩国、中国台湾的芯片业能够发展起来,也离不开政府的扶持。
可见不是不要扶持,关键是怎么去扶持。这个问题留待大家思考,以后再讨论。
2. 有效性堪忧的资本市场
我们的资本市场有博彩化的倾向,奖励那些玩概念的人。股民天天关心着“风口”,P2P风行的时候,有个上市公司业务没变,直接把公司名称改成“匹图匹”,连着几天涨停板。
政府一说要发展芯片,带“芯”、“微”、“电”等字的公司铺天盖地来上市,股民炒得不亦乐乎。
十个创业者有九个说要做芯片,商业计划书写得十分漂亮,上市规划、时间表十分具体、快捷,全副武装冲向股市割韭菜。最后结果也是一样,劣币驱良币,浪费资源之余还打击了准备做实事的人。
当然,如果一定要在财政和股市之间选择的话,那么股市还是可取的。总有慧眼识珠的投资人,总有不忘初心的创业者。
3. 教育的薄弱
我国半导体事业的奠基人是前复旦大学校长谢希德先生。
1951年,30岁的谢希德从麻省理工学院理论物理专业毕业,她的恋人曹天钦在英国剑桥大学生物化学系博士毕业。
归国心切的谢希德在李约瑟的担保下来到英国,与曹天钦完婚。第二年,两人便迫不及待地从英国转辗印度、香港,回到了祖国。
回国后的谢希德被安排在复旦大学物理系担任教授。短短五年时间,她从无到有,开设了固体物理学、量子力学等6门课程。
1956年,周总理发起了“向科学进军”的口号,她被国务院调到北京大学联合筹建半导体专业组,并与北京大学的黄昆、吉林大学的高鼎三创立了我国第一个半导体专门化培训班。
经过一整年的时间,谢希德与黄昆合著的《半导体物理学》问世。经过两年的培养,300多名青年科技工作者分赴我国第一篇半导体科研单位和生产第一线,七种包括后来成为中科院院士的王阳元、工程院院士的许居衍和微电子专家俞忠钰等。
前辈大师们为中国建立了一套横跨院所和高校的半导体人才培养体系。然而这套人才培养体系日后培养的人才越来越少。
十年风波自不提了,前辈导师们都受到了不同程度的冲击,无法很好地培养学生,学生本身也不以学习为要务。
这批学生在一二十年后,即八九十年代,成为芯片业的技术骨干,然而他们缺乏能力消化、吃透引进的技术,更不用说自主研发了。
改革开放后忙着搞经济,对教育的投入似乎与我们这个快速发展的大国地位并不相称。
去年,任正非接受央视采访,他提出了一个要求:谈教育。他说:“我关心教育不是关心华为,是关心我们国家。如果不重视教育,实际上我们会重返贫穷的。”
国家的未来就是教育,再穷不能穷教师,再穷也要对未来投资。
关于电子行业的问题,去年任正非在接受采访时强调:“目前这种形势,我们确实会受到影响,但也能刺激中国踏踏实实发展电子工业。过去的方针是砸钱,芯片光砸钱不行,要砸数学家、物理学家等。但又有多少人还在认真读书?”
4. 社会价值取向的扭曲
改革开放后,有一段时间,搞原子弹的不如卖茶叶蛋的。芯片行业也一直赚不了钱,很多人改行。有知名教授感慨地透露,因为不挣钱,连续三年毕业学生没有一个搞集成电路的。
2018年,全国本硕博毕业生数量超过800万人,但集成电路专业领域的高校毕业生中只有3万人进入本行业就业。
根据中国半导体行业协会的估算,目前中国芯片的人才缺口大概在30万人,包括设计研发人才、企业管理领军人才、每道工序的制造人才等,还包括操作工人、封装工人、设备协调工人等。
最近在风口浪尖上的张一鸣上南开大学时本来是微电子系学生,大二的时候,他意识到这个专业没有出路,央求系主任将他转到软件工程。可见当时很多学生也觉得搞芯片没有什么出路。
当然现在不同了,芯片成了继互联网之后的一大风口,所以大家趋之若鹜,但如果还是急功近利赚大钱、快钱的心态,工匠精神就会无所依附,造不出好的芯片的。
畸形的社会价值观是芯片发展的敌人。如何扭转,是个大问题。
1966年,腿疾在身的谢希德又患上了癌症,直到她逝世都在与癌症做抗争。更为不幸的是,她在那段风波中被打倒,关在自己一手创立的低能物理实验室,9个月后又被安排去扫厕所。
后来,她强烈要求去做和半导体相关的工作,才被安排去研磨硅片。直到1972年,李约瑟应邀访华,她的境遇才有所改变。
而在这枯燥的磨片日子里,谢希德居然提出了两种工艺方法,大大提高了研磨成品率。
当然,我们不能希望每个人都成为像谢希德先生这样的是伟大的、纯粹的、初心不改的人,这是不现实的,还是要靠制度来营造适宜芯片业发展的环境,按照经济规律、人性的规律办事,才能走出被美国人卡着脖子的困局。
正确的策略:守正出奇
我们的策略应该是“守正出奇”。
正如吴敬琏在2018年中兴被美国制裁后一次研讨会上所讲的那样:
“守正出奇才是正确的态度。产业环境和社会人文环境改善了,规模大了,基础厚实了,逆袭才有可能发生。
现在的问题是整天想着出奇,而少有人去依照常识做慢慢的积累。真正的国家意志应该是创造环境,培植基础,而非亲自去做逆袭的计划,逆袭意志的主体只能是企业,并且是民营企业。
基础环境好了,极少数具有实力且有远大追求的民营企业在时机成熟时,就有可能打出漂亮的一击。
1980年代,韩国三星突入半导体以及中国华为近年局部突破,凭的都是企业层面的远见和执着,而非政府动员和公共资源的堆积。”
正如任正非所说:“沙漠里是不能种郁金香的,但是改造完的沙漠土壤,是可以种植的。”
现在的局面比两年前更困难了,美国疯狂制裁,封锁技术,不仅美国公司不能和华为做生意,用到美国技术的所有其他公司都不允许和华为做生意。
而芯片的产业链是国际化程度最高的产业链,高度融合了各国技术。
芯片的设计、制造、测封三个环节中的最基础的、关键的、核心的技术几乎都在美国、英国、荷兰、日本、韩国、中国台湾等公司的手里,材料、设备也是一样。
而且每一个地方都会用到其他地方的技术,如果美国对中国这样全面进行技术封锁,要绕过去是十分困难的。只能自己研发,而且不能用他们已经申请的专利技术,只能另辟蹊径。
这比当年造“两弹一星”困难多了,吴敬链曾经讲过:
“两弹一星是奇迹,但同样符合常理。它的成功的客观因素有:
一是前期苏联的支持。
二是不断吸取当时的外部成果,不是封闭的产物。
三是参与者的素质非常高。
受表彰的23位功勋科学家中21位有海外留学经历,其中16人拥有博士学位,他们都受教于民国时期的清华、西南联大等高校,人品正直,学风优良。
他们与当时世界科技最前沿的距离很可能比今天芯片上的内外距离要小,特别是钱学森当时接触到了美国最前沿技术。”
然而,现在我们别无他法,只能绕了,哪怕绕十年、二十年、三十年、一百年,也得绕。
哪怕重新从轮子开始发明创造,也得绕。
好在我们的人民是最配合的,我们就用自己的技术设计、生产的芯片好了,大不了产品的水平差一些,体验方面的退步多一些,但命运可以完全掌握在自己手里。
我们几千年多少大灾大难都熬过来了,现在这点困难算什么!
关注公众号
即时获知最新推送
休闲时刻
陶冶艺术情操
Copyright © 2015 Science And Technology Investment Network.All Rights Reserved 版权所有:数智化网
地址:北京市海淀区翠微中里14号楼