后发国家/地区芯片产业技术追赶对比

发表时间:2019/8/15   来源:《信息技术时代》2018年12期   作者:陈委芹
[导读] 芯片是信息产业的基础,被誉为“工业粮食”,它的强弱是国家综合实力强大与否的重要标志。本文通过对比中国与其他国家地区芯片产业追赶中的异同,从提升芯片认知、制定切实可行的赶超策略方面提出了促进芯片产业追赶的政策。

(广西大学商学院,广西 南宁 530004

摘要:芯片是信息产业的基础,被誉为“工业粮食”,它的强弱是国家综合实力强大与否的重要标志。本文通过对比中国与其他国家地区芯片产业追赶中的异同,从提升芯片认知、制定切实可行的赶超策略方面提出了促进芯片产业追赶的政策。

关键词:中兴事件;芯片产业;技术追赶

 


引言

海关总署公开信息显示,2017年中国集成电路进口量高达3770亿块,同比增长10.1%;进口额为2601亿美元,同比增长14.6%2017年中国货物进口额为12.46万亿元,即集成电路进口额占中国总进口额的14.1%,而同期中国的原油进口总额仅约为1500亿美元。中国在芯片进口上的花费已经接近原油的两倍[1]2018428日美国商务部砸来的对中国中兴通讯的一纸“七年”出口禁令,立刻让中兴窒息。本文通过对比我国与其他国家地区的芯片追赶中的共同点和不同点,从而得出有益于中国芯片产业追赶的启示。

1 理论回顾

后发国家进入市场后能力弱势表现之一是它面临的进入壁垒[2]。将这种壁垒可以分为无意的(Innocent)进入壁垒和策略性(Strategic)进入壁垒。无意的进入壁垒是由行业的供给技术特点和市场需求偏好特点所形成一种客观存在的使新进入者处于不利地位的因素,它是在竞争中自发形成的[3][4];策略性进入壁垒主要是一种有意识的旨在阻止潜在进入者的策略[5]。而主导技术轨道是后发企业超越先发企业难以逾越的最终壁垒。一个主导技术轨道的确定并不是纯粹由技术创新所决定的,往往是由怀着各自政治、社会和经济目的竞争者、联盟集团和政治管制者所推动的,是通过不同的技术变种之间进行的技术性、市场性、政治性的相互交织、错综复杂的竞争来完成的[6][7]

80年代开始,由于发达国家对关键技术的封锁,技术生命周期的缩短以及对国外技术的依赖等原因,发展中国家通过技术引进实现技术差距缩小的可能性变得越来越小[8]。在WTOTRIPSSCM等制度框架约束下,技术追赶国的政策自主性受到了很大限制,无论是技术模仿还是保护性手段,都受到了一系列制度的制约。

2 中国大陆与其他国家/地区芯片产业追赶对比

2.1产业追赶的相同点

1)强烈的追赶意愿与决心

国家最高领导人关于芯片产业发展的建言书中给予明确批示非常赞成将芯片产业作为战略性产业抓住不放,实现跨越。国务院也制定了《国家集成电路产业发展推进纲要》(国发〔20144号),并且建立起了国家级的集成电路产业投资基金。《中国制造2025》明确提出了2020年我国芯片自给率要达到40%2025年要达到50%的标杆。而工信部的相关实施方案则更提出了新目标:10年内力争实现70%芯片自主保障且部分达到国际领先水平。

20世纪50年代芯片产业诞生以来,日本一直渴望在芯片产业中赶上美国。20世纪70年代前期,日本计算机产业整体落后美国10年以上,面对美国公司的强有力的竞争,日本公司在世界市场上明显处于劣势地位。不甘落后的优良传统激发了日本在芯片产业奋发图强的本能并为后来的成功赶超沉淀了内在动力[11]

当三星打算进军芯片产业时,韩国经济规划委员会下属的发展研究所向政府提交了一份机密报告,指出当时在东亚日本是唯一符合进军芯片产业的国家。一位韩国高级经济官员私下表示进军芯片产业将是李秉哲先生(三星集团的创始人)首次商业失败。尽管如此,三星仍然继续按照计划进行投资。后来李秉哲谈到,如果韩国电子产业仅仅组装零件,那么它将无法在世界市场上生存,为了稳定电子工业,芯片工业的发展必不可少[12]

2)政府保驾护航

2000年以来,我国出台了多项政策支持芯片行业发展。2014 年,我国出台《国家集成电路产业发展推进纲要》,系统的阐述了对集成电路产业的支持政策及目标,提出设立国家集成电路产业基金(简称“大基金”),将芯片产业新技术研发提升至国家战略高度。

日本从一开始就采取严格的贸易保护政策如有限的市场进入,通过高关税、限制性配额、排他性定制程序等措施限制外国芯片商品向本国市场渗透。强迫外国潜在进入者把原始技术以诀窍、许可证和专有技术形式卖给日本企业,并要求外国企业向所有要求获得某一技术的日本企业颁发经营许可[13]。韩国政府在发展芯片初期,采用“开放”政策,吸引大批外资芯片企业到韩国建厂,形成技术基础,等到1974年三洋完成了对三星的技术转移后,韩国政府立刻修改了外资的投资法规,不再对合资企业开放本国市场。另外,韩国政府直接参与产业界技术学习,不但发挥了其作为超“企业家”的组织功能,而且直接对技术学习过程投入了一定的资源。中国台湾当局首先充分利用与美国硅谷华裔技术社区之间的特殊关系,实现技术从海外向岛内转移,然后通过工研院电子所这样的公共研究机构,构建一些联合技术平台和机制,强调技术的社会扩散效应。中国台湾以开放式竞争机制促使台湾企业迅速提高技术能力。正是这种机制,使台湾企业避免了来自美国公司的巨大压力,并最终与美国领先公司建立了长期的技术战略联盟关系[14]

3)领先国家的阻挠

据路透社2018113日报道,美国商务部长普里茨克2日在华盛顿智库Center for Strategic Studies演讲时警告称,中国政府对芯片行业的大规模投资有可能会扭曲全球集成电路市场,导致破坏性的产能过剩并扼杀创新。

80年代后期,当美国等西方国家发现日本通过“借用”自己的技术而不断发展壮大并反过来在愈演愈烈的市场竞争中成为自己强有力的对手之后,便收紧对日本的技术输出[11]。三星电子自1969 年成立并进入电子信息产业领域以来,其发展始终处在美国、日本及欧盟等发达国家的技术封锁与垄断[15]70年代,三星最初也试图采取技术引进,为此向美国德州仪器、摩托罗拉、日本电器、东芝、日立公司先后寻求购买64K DRAM的技术许可证,但都遭拒绝。进入20世纪80年代后期,随着国际市场竞争的日益激烈和产业结构提升步伐的加快,美国、欧盟和日本等发达国家也相应改变了对新兴工业体及发展中国家的技术扩散策略,先后制定了防止模仿性分解研究的措施,逐步加大针对韩国企业的技术转让限制和知识产权壁垒保护力度15。中国台湾在芯片发展初期,尽管在芯片设计、制造、测试和封装四个环节都有布局,但技术始终落后,当时在台的美日厂商愿意授权的仅为封测技术。

2.2产业追赶的不同点

1)对芯片产业的认知程度不同

“十一五”期间,多核CPU成为国际学术界的热点研究方向。中国学院派思想主导的龙芯CPU在“十一五”期间放松了单核性能的提高,而是转做多核,而且核数做得比国外还多,导致我国CPU通用处理性能被国外大幅度拉开了距离。日本在追赶DRAM的时候面临晶圆尺寸从3英寸转换到5英寸,当时作为市场领导者的美国生产商对从根本上改变晶圆尺寸持谨慎态度。而日本生产商在试验新晶圆时更加积极,他们成功地稳定了5英寸晶圆的产量,为后来在DRAM成功追赶上美国奠定基础。而韩国在追赶DRAM的时候,芯片生产商不仅面临晶圆尺寸从6英寸转换到8英寸;还必须在挖沟方法和堆垛方法之间做出选择,前者设计是通过在晶圆表面上挖沟或挖掘来增加芯片复杂性以构建地下层,后者设计是通过堆叠以建立地上层。从对日本经验的观察来看,三星最高管理层认为最好早期投资大型晶圆厂。挖沟方法和堆垛方法之间的选择更加困难,领先的制造商在这个问题上的分歧是均匀的。当时排名第一和第二的DRAM制造商东芝和NEC选择了挖沟方法。与日本日立一样,三星决定采用堆叠方法,理由是挖沟方法虽然与堆叠方法的质量一致,但在缩小芯片尺寸时却遇到了困难,事实证明三星选择的正确性[12]

2)追赶策略是否清晰明确,追赶点落到实处

我国现有科技与产业职能分散在国家发改委、工信部、科技部、财政部、科学院、工程院等多个机构,由于很多部委并没有长期的知识和能力积累,当要研究和制定有关政策时,只能请企业、行业协会代劳。

而日本和韩国追赶策略比较清晰,二者均采用动态(同步)追赶策略进军内存芯片中,以DRAM为突破口。首先,相对于芯片产业中的微处理器和专用集成电路来说,它属于资本密集程度最高而设计密度程度最低的部分,比较容易追赶;其次,在芯片行业,内存是大规模生产能力的核心,它们的电池具有相同的结构,并且在此基础上能够更容易尝试新的设计;再次,它们都需要大规模生产系统,而制造业的改进在很大程度上取决于批量生产过程[10]

上世纪80年代开始,台湾非常成功地打造了台积电(TSMC)这样世界级的芯片代工厂,也培育出了联发科技(MediaTek)这样朝气蓬勃的处理器芯片设计公司。但某种程度上,台湾恰逢芯片产业正转向设计与制造分离的模式。台积电针对晶圆制造需要巨额投资建厂,而且产品代际更新速度快的技术特点,创新性地提出了专业晶圆代工的新型商业模式,为台湾企业获取技术创造了有利的外部条件。随后,联电公司又发展出上下游垂直整合型的代工联盟策略,即以合资方式,将上游的IC设计公司,中游的晶圆制造,与下游的封装和测试公司整合在一起,为顾客提供全链条制造服务。这两种代工模式都获得了成功[14]

3 中国大陆半芯片产业追赶的启示

1、提升芯片产业认知:芯片产业庞大,纵向包括晶圆材料、仪器设备、Fab生产线、封装测试等;横向包括模拟电路、传感器、存储芯片、通信芯片、专用芯片到运算平台通用芯片等,每一个技术都有其独特的规律。我国一些政府部门由于对芯片产业了解不深入,存在“对内不自信”和“对外发憷、腰杆子挺不起来”等情况,在一些重大技术标准的认定和推进应用过程中,一旦出现跨国公司或国外政府的抵触或反对,国内有关机构就会过于谨慎,更怕国内标准的颁布会引起美国等发达国家政府的反对,最后的结果就是“拖”。拖的结果就是使我们再一些重要领域我国企业创造的难得的前沿领域创新成果再一次面临丧失全球领先优势的危险[16]。中国必须要提升对芯片产业的高度认知,明确产业链上哪些部分必须要自己来做;哪些部分自己有能力做,但是因为在经济上不合算而不去做;哪些部分则需要与外部合作。

2、制定切实可行的赶超策略:中国台湾最开始也以DRAM为突破口进行大规模投资但是最终失败,说明单纯复制日韩经验是不现实的,Shin2017)提到韩国可以在存储器上一直称霸这么多年主要有四个原因:(1)扩大投资能力,积极对新设施进行早期投资;(2)迅速扩张和提升流程创新能力;(3)闪存的出现增加“范围经济”;(4)有利于先行者的技术标准数量急剧增加[10]。近年来全球芯片产业日渐成熟,尤其是在近期的一轮整合后,现有内存芯片企业已经稳扎市场,而芯片本身及相关软件变得愈加复杂。尽管在国家集成电路产业投资基金带领下,我国对60多个项目投约1400亿人民币,但每个项目平均金额并不高;急于进行产业升级的各级地方政府对发展资金密集、技术密集的芯片制造投入巨大热情,在尚未对项目深入了解之前便开始纷纷上马项目,这些投资资金加起来是个巨额数字,容易引起国际恐慌;但实际上,资源分散、布局建设重复,产业无法集中、效率低下。因此,应该从国家层面上,慎重选择追赶的技术路线,明确主攻方向,做出决策之前要以行业的发展做预判,从多方面做论证。


参考文献

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