經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，半導(dǎo)體已經(jīng)長成為一個巨人，1美元半導(dǎo)體產(chǎn)品可以撬動100美元GDP。

上個月，美國兩黨參議院先后提出《為半導(dǎo)體生產(chǎn)建立有效激勵措施》《美國晶圓代工業(yè)法案》，呼吁投入370億美元以維護(hù)本土半導(dǎo)體戰(zhàn)略競爭優(yōu)勢。

資本和研發(fā)投入對保持半導(dǎo)體行業(yè)的競爭力至關(guān)重要。而中國要想爬上這個巨人的肩膀，眼前要邁過的坎不只是錢和研發(fā)這么簡單。

中科院半導(dǎo)體研究所研究員、半導(dǎo)體超晶格國家重點(diǎn)實驗室副主任駱軍委和中科院院士李樹深曾花了10個月的時間進(jìn)行調(diào)研，摸清了中國半導(dǎo)體科技發(fā)展的真實現(xiàn)狀，以詳實的數(shù)據(jù)和資料闡述了當(dāng)下國內(nèi)半導(dǎo)體科技面臨的八大困境。

困境1：歷史積累厚、技術(shù)更新快

2015年，作為全球手機(jī)芯片霸主的高通宣布進(jìn)軍服務(wù)器芯片市場，并正式對外展示了其首款服務(wù)器芯片，不到3年就遭遇重重挫折而退出；從2010年到2019年，英特爾在移動芯片努力了十年，但始終未能撼動高通的地位，最終先后放棄了移動處理器和手機(jī)基帶芯片兩大業(yè)務(wù)，告別了移動市場。

這兩個例子告訴我們，即使是財大氣粗的高通和英特爾，想要在半導(dǎo)體領(lǐng)域拓展新的市場，都是九死一生。半導(dǎo)體并不是有錢就能干的。

半導(dǎo)體產(chǎn)品的特點(diǎn)是性能為王、市場占有率為王。它一方面需要長期的歷史積累，另一方面還要應(yīng)對技術(shù)的快速更迭。

常有人把半導(dǎo)體研究與兩彈一星作比較，認(rèn)為中國人能做出兩彈一星這樣的尖端科技，半導(dǎo)體也理應(yīng)如此。但人們忽視了，兩彈一星技術(shù)一旦掌握，自我更新速度較慢。半導(dǎo)體是按照摩爾定律高速發(fā)展的，單位芯片晶體管數(shù)量每18個月增長一倍。

在半導(dǎo)體領(lǐng)域，落后一年都不行。一步慢，步步慢！

困境2：研發(fā)成本大、進(jìn)入門檻極高

國際半導(dǎo)體大公司的平均研發(fā)投入長期保持在營業(yè)額的20%。2016年，研發(fā)支出大于10億美元的全球半導(dǎo)體公司有13家，前十名的投入總計353.95億美元，其中英特爾高達(dá)127億美元，2019年增長為314億美元。

困境3： 產(chǎn)業(yè)鏈條長，擁有最尖端的制造水平

在過去半個世紀(jì)里，以8個諾貝爾物理學(xué)獎12項發(fā)明為代表的研究成果奠定了半導(dǎo)體科技。要支撐半導(dǎo)體技術(shù)頂層應(yīng)用，從材料、結(jié)構(gòu)、器件到電路、架構(gòu)、算法、軟件，缺一不可。

從沙子到芯片，總共有6000多道工序，前5000道工序是從沙子到硅晶片。目前，中國12英寸硅晶片基本依賴進(jìn)口，無法自主生產(chǎn)。

有了硅晶片之后，集成電路產(chǎn)線中的芯片制造又有300多道工序，其中100道與光刻機(jī)相關(guān)。光刻工藝是半導(dǎo)體制程中的核心工藝，也是尖端制造水平的代表。一套最先進(jìn)的阿斯麥nxe3350B EUV光刻機(jī)售價為1.2億美元，并且是非賣品。

另外，半導(dǎo)體芯片制造涉及19種必須的材料，大多數(shù)材料具有極高的技術(shù)壁壘。日本在半導(dǎo)體材料領(lǐng)域長期保持著絕對的優(yōu)勢，硅晶圓、化合物半導(dǎo)體晶圓、光罩、光刻膠、靶材料等14種重要材料占了全球50%以上的份額。像光刻膠這樣的材料，有效期僅為三個月，中國企業(yè)想囤貨都不行。

中國的化學(xué)很強(qiáng)，化工卻很弱。目前，國內(nèi)芯片制造領(lǐng)域所有的化學(xué)材料、化工產(chǎn)品幾乎全部依賴進(jìn)口。

困境4：受到世界主要發(fā)達(dá)國家的技術(shù)限制

1美元半導(dǎo)體產(chǎn)品可以撬動100美元GDP，任何國家都想牢牢抓住這一產(chǎn)業(yè)。根據(jù)美國半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會的預(yù)測，增加1美元半導(dǎo)體科研經(jīng)費(fèi)，可以使GDP提高16.5美元，這樣的投入很“劃算”。

1986年，日本超越美國成為世界第一大半導(dǎo)體生產(chǎn)國，美國為了打壓日本，一方面出臺各種政策鼓勵其國內(nèi)企業(yè)研發(fā)制造，另一方面在1986年簽訂了《美日半導(dǎo)體協(xié)議》，限制日本半導(dǎo)體對美國的出口，同時要求日本必須進(jìn)口20%的半導(dǎo)體產(chǎn)品，從而在1992年重新奪回世界第一大半導(dǎo)體生產(chǎn)國的地位。

如今，美國面對競爭者同樣是步步緊逼。

2017年，白宮出臺《確保美國在半導(dǎo)體行業(yè)長期領(lǐng)先地位》的報告，包括美國總統(tǒng)科技和政策辦公室主任以及各大半導(dǎo)體企業(yè)、投資機(jī)構(gòu)、咨詢公司CEO和科研機(jī)構(gòu)頂級專家組成的工作組，提出了一系列建議和措施。

其中就包括：建立新的機(jī)制，讓企業(yè)的專家參與半導(dǎo)體政策和挑戰(zhàn)；成倍增加政府投入半導(dǎo)體相關(guān)領(lǐng)域的研究經(jīng)費(fèi)；實施企業(yè)稅收政策改革；實施包括通用量子計算機(jī)、全球天氣預(yù)測網(wǎng)、實時生化恐怖襲擊探測網(wǎng)等一些列“登月”挑戰(zhàn)計劃來促使半導(dǎo)體技術(shù)的創(chuàng)新。

尤其值得注意的是，報告還提到，要動用國家安全工具應(yīng)對中國的企業(yè)政策；加強(qiáng)全球出口控制和內(nèi)部投資安全（防止中國產(chǎn)生獨(dú)有技術(shù)）。