首页文章阅读微信小程序高质量微信号古诗词大全

微信扫一扫
分享到朋友圈

“中芯”何时“中兴”？

作者：InfoQ 来源：InfoQ 公众号

分享到：

04-24

点击关注 InfoQ，置顶公众号

接收程序员的技术早餐

编辑｜小智

中兴的“芯”病，中国的心病。

事件梳理

美国商务部在美东时间 4 月 16 日宣布，将禁止美国公司向中兴通讯销售零部件、商品、软件和技术 7 年，直到 2025 年 3 月 13 日。理由是中兴违反了美国限制向伊朗出售美国技术的制裁条款。

图丨美国商务部长 Wilbur L. Ross, Jr. 的声明

图丨中兴遭美制裁大事记

此后，中兴通讯连续发表多篇声明：

4 月 20 日上午，中兴通讯发布关于美国商务部激活拒绝令的声明，称，在相关调查尚未结束之前，美国商务部工业与安全局执意对公司施以最严厉的制裁，对中兴通讯极不公平，“不能接受！”

中兴通讯董事长殷一民 20 日在新闻发布会上表示，公司上下也在认真反思，接下来将加大研发投入，求人不如求己。有信心应对挑战。中兴反对有关国家用单边主义破坏全球产业链。

4 月 22 日下午，中兴通讯发布公告称，公司成立了总裁直接领导的合规管理委员会；组建了覆盖全球的资深出口管制合规专家团队；构建和优化中兴通讯出口管制合规管理架构、制度和流程；引入和实施 SAP 贸易合规管控工具（GTS）；配合独立合规监察官开展的各项监管工作；并对出口管制合规工作进行持续投入。公告称，2016 年 4 月以来，中兴通讯股份有限公司吸取过去在出口管制合规方面的教训，高度重视出口管制合规工作，把合规视为公司战略的基石和经营的前提及底线。

事件发展至今，远远未到尘埃落定之时。在中美贸易争端的大环境下，这个针对芯片行业的精确打击，不得不让人玩味。我们的中国芯，距离世界顶级还差多远？“中芯”何时才能“中兴”？

国产芯片现状如何？

首先来看一张中美科技实力对比图：

从图片我们可以清楚地看到：中国在家用电器、建材、铁路和高铁技术等少数领域领先美国，但在其他 20 多项技术领域都远远差于美国，特别是前沿行业中的 商业航空器、半导体、生物机器、特种化工和系统软件等核心技术领域，与美国差距悬殊。

这也就是为什么，美国商务部对中兴的芯片禁令打击会那么痛。回到本次事件的中心，2018 年了，国产芯片行业到底是个什么现状？

要谈 IC（集成电路）产业之前，需要明确两个概念：

线宽： 线宽指的是 IC 生产工艺可达到的最小导线宽度，是 IC 工艺先进水平的主要指标。这里需要明确的是，线宽并非唯一指标，其也是商家宣传的噱头所在，实际效果上，线宽较高的未必比线宽较低的差。

生产投资：IC 产业是一个高投入的行业，每一代芯片制程工艺的进步，伴随而来的一定是新建工厂、研发投入的成倍增加。据了解，目前三星、英特尔、台积电投资的 7 纳米生产厂，投资额都超过了 200 亿美元。

明确了这两个概念，我们再来看看芯片制造的工艺流程：

中国科学院西安光机所副研究员、中科创星创始合伙人米磊介绍，芯片核心产业链流程可以简单描述为设计——制造——封装。

其中有三个关键步骤：第一，提炼高纯度二氧化硅，做成比纸还薄的晶圆；第二，在晶圆上用激光刻出数十亿条线路，铺满几亿个二极管和三极管；第三，把每片晶圆切割封装好——目前指甲盖大小的芯片里能集成 150 亿个晶体管。每一步，都需要极精细操作。

中国目前最先进的 IC 制程工艺是中芯国际和厦门联芯的 28 纳米制程，其中厦门联芯的良品率已经超过 95%，而中芯国际目前的研发重点是 14 纳米制程，预计可在 2019 年底之前量产。前文提到过三星 7 纳米制程刚刚量产成功，由此可见国产芯片跟世界顶级芯片之间的差距在两代左右。没有达到工信部声称的逐步接近世界第一梯队，但也不是落后别人数十年的水平。

中兴事件是敲醒警钟的一大事件，但其实国家早在很久以前就开始布局，近些年更是加大了对芯片行业的重视。

高层政策引导：

十九大报告：提出要建设网络强国、数字中国、智慧社会；

2018 年政府工作报告：集成电路排在实体经济第一位置，足见政府对集成电路支持力度之大，2018 年集成电路迈进实体经济新征程。

2018 年工信部工作会议：提出包括深入实施“中国制造 2025”；推进网络强国建设；推动互联网、大数据、人工智能与制造业深度融合，发展壮大数字经济；加快传统经济优化升级等指导。

地方层面也把集成电路当成战略支柱性产业来发展

北京、上海、深圳、江苏、湖北、武汉等基础本身就比较强，现在福建、合肥、成都、西安等也对集成电路产业相当重视，在政策、资金、人才方面都给予大力支持。

中国集成电路产业发展目标和主要任务（根据《国家集成电路产业发展推进纲要》）

到 2015 年，集成电路发展体制机制创新取得明显成效，建立与产业发展规律相适应的融资平台和政策环境，产业销售额超过 3500 亿元；
到 2020 年，集成电路产业与国际先进水平的差距逐步缩小，全行业销售收入年均增速超过 20%；
到 2030 年，集成电路产业链主要环节达到国际先进水平，一批企业进入国际第一梯队。
当前主要任务涵盖设计、制造、先进封装测试、关键设备和材料各个环节。

半导体产业新热点和未来核心产品

产业热点很多，也很集中，包括云计算、物联网、大数据、工业互联网、5G；
战略指引包括中国制造 2025（智能制造），互联网 +，大数据；
人工智能：十九大报告和两会工作报告都将 AI 放在很高位置，包括机器人、无人机、新能源汽车 / 智能网联汽车、无人驾驶等；
除了我们在发展的传统硅基芯片之外，后面的热点有可能是化合物半导体 (GaN，SiC 等)；未来高端芯片（包括 CPU、FPGA、AD/DA、MEMS 传感器）等核心产品。

是什么卡住了国产芯片的脖子？

芯片的制造如同用乐高盖房子。先有晶圆作为地基，再层层往上叠，最终完成自己想要的造型（即各式芯片）。做晶圆需要一种特殊的晶体结构——单晶，它可以像原子一样一个挨着一个紧密排列，保证基底平整。

要做出单晶的晶圆，就得对原料硅进行纯化和拉晶。拉晶过程中，“要用到单晶硅生产炉、切片机、倒角机等多种设备和材料，其中 90% 需要进口。” 陕西光电子集成电路先导院总经理张思申介绍。

还有一个卡住我们的，就是芯片纳米级工艺。当前国际上可达到的芯片量产精度为 10 纳米，我国能达到的精度为 28 纳米，还差两代。而且，关键原材料和设备还都需要进口。

从 2013 年起，中国进口集成电路的价值就超过 2000 亿美元，这一现象在 2017 年再次出现，且创下历史新高。2017 年集成电路进口价值为 2601 亿美元，而 17 年原油进口 1623 亿美元，远远低于进口芯片价值。固然有部分集成电路大幅涨价的因素，但进口芯片价值超过 2000 亿美元毋庸置疑，由此产生的贸易逆差也创下历史新高，达到 1932 亿美元。

我国芯片产业根基薄弱，国际环境也不好。

这里不得不提一个名词——《瓦森纳协定》。《瓦森纳协定》，又称瓦森纳安排机制，全称为《关于常规武器和两用物品及技术出口控制的瓦森纳安排》，它是世界主要的工业设备和武器制造国在巴黎统筹委员会解散后于 1996 年成立的一个旨在控制常规武器和高新技术贸易的国际性组织。

一份是军民两用商品和技术清单，涵盖了先进材料、材料处理、电子器件、计算机、电信与信息安全、传感与激光、导航与航空电子仪器、船舶与海事设备、推进系统等 9 大类；另一份是军品清单，涵盖了各类武器弹药、设备及作战平台等共 22 类。

《瓦森纳协定》虽然允许成员国在自愿的基础上对各自的技术出口实施控制，但实际上成员国在重要的技术出口决策上受到美国的影响，中国正好在这个被限制的国家名单之中。《瓦森纳协议》严重影响着我国与其成员国之间开展的高技术国际合作。在中美高技术合作方面，美国总是从其全球安全战略考虑，并以出口限制政策为借口，严格限制高技术向我国出口。中美两国虽然在能源、环境、可持续发展等领域科技合作比较活跃，但是在航空、航天、信息、生物技术等高技术领域几乎没有合作。回到半导体领域，受限于《瓦森纳协议》，从芯片设计、生产等多个领域，中国都不能获取到国外的最新科技。

国产芯片还有“中兴”之日吗？

国产芯片在除了移动通信终端和核心网络设备有部分集成电路产品占有率超过 10% 外，包括计算机系统中的 MPU、通用电子系统中的 FPGA/EPLD 和 DSP、通信装备中的 Embedded MPU 和 DSP、存储设备中的 DRAM 和 Nand Flash、显示及视频系统中的 Display Driver，国产芯片占有率都是 0。这张图最初源自清华大学微电子学研究所魏少军所长的文章，发表在 2017 年的《集成电路应用》第 34 卷第 4 期上。

魏少军也指出：

目前，我国集成电路设计企业的主流产品仍集中在中低端，尚未全面进入国际主战场。除了在通信领域有了比较重要的突破外，在 CPU、存储器、可编程逻辑阵列（FPGA）、数字信号处理器（DSP）等大宗战略产品领域的建树不多。
虽然在“核高基”等国家科技计划大力支持下，上海兆芯研发的桌面 CPU 和“龙芯”系列 CPU 在特定领域实现批量应用，但受制于知识产权、加工能力和基础设计能力的不足，我国企业还未能在上述领域进入规模化量产，更谈不上全面参与市场竞争。
虽然我们在超级计算机用高性能多核 CPU、动态随机存储器、嵌入式 CPU 等领域取得了重要进步，但在整个集成电路领域总体上与国际先进水平相比还有不小的差距。

“中国集成电路与国外最高水平的差距由 5 代缩短到 2 代，由 20 年缩短到 5 年。”——魏少军。

正视差距，才能追赶前行。目前国产芯片可以说是第二梯队的选手，但在举国体制的发展下，未必没有迎头赶上的空间。

2017 年，全球半导体产业销售额 4197 亿美元，同比增长 23.8%，是 2011 年以来增速最快的一年。与上一次出现大幅增长的 2010 年不同，本次大幅度增长是在市场及应用设备没有明显变化的情况下出现的，且以存储器价格的快速、大幅上涨为主要标志。

2017 年，中国集成电路全年销售额达到 5411 亿元，同比增长 24.8%，也是 2012 年以来最快的，摆脱近年来增长率一直在 20% 左右徘徊的第一次跳高增长。

2017 年，中国集成电路产业各主要环节均维持高速增长，设计、制造和封测的增长率均超过 20%，是近年来的第一次。其中，芯片制造业增速最高，增长 28.5%；设计业位列第二达到 26.1%，销售额首次突破 2000 亿；增长率长期停留在 20% 以下的封测业也取得了近年来的最好成绩，增速也超过 20%。

过去十年，从 02 专项我们可以看到，我国一直致力于半导体产业的培育，包括装备、材料、制造工艺等整个产业生态链的打造。新兴的半导体企业的发展壮大，一方面要技术研发、做好研发和市场，进行上下游的结合，另一方面投融资是不可或缺的。第二个要加强国内与国际资本的结合，国际资本并购基金很多百亿美元规模以上，并且更具专业性和前瞻性。

可以看到，国产芯片跟世界顶级芯片之间还存在着至少 2 代的差距，但在几年前，这个差距是 5 代以上，数十年的差别。

除了芯片产业国家队的发力，中国各大互联网巨头也在纷纷布局芯片产业，华为旗下的海思已经是国产芯片的杰出代表，阿里巴巴、百度等巨头也已入局。半导体行业是一个氪金行业，放眼全球能扛住这烧钱速度的国家和地区不多，中国就是其中一个。

可以预见的是，在很长一段时间内，国产芯片与世界顶级芯片的差距还会存在，但国产芯片的“中兴”之日，却是终究会到来的。许多年前，一穷二白的我们，在超级大国的核威慑下，搞出了“两弹一星”。而今天，全球第二大经济体要不计成本加大芯片投资，有何理由不去相信这一天的来临？

但我们仍需警惕，那些打着研发芯片旗号，骗取国家补助的现象卷土重来。

写在最后

半个月前，中美贸易争端刚刚交锋，双方势均力敌，中国以同等力度还击美方的每一次出手。当时我看到的是，国内一片沸腾，大家欢天喜地，毕竟能跟美国打个平手对我们来说已经是莫大的胜利。

仅仅一周时间，当中兴事件爆发后，风向急转直下。一夜之间，我们又成了美国这个庞然大物面前瑟瑟发抖的发展中国家，我们对中兴恨铁不成钢，维护的有之，批评的有之，更多的是冷嘲热讽的。

中国有一个风气，很多时候好事情就会锦上添花的说些恭维的话。而一旦遇到问题，大困难，立刻就开始指责，抱怨，气馁。心态很重要，十年河东十年河西，要么静观其变，要么参与到改变中。当然，有一种人除外，就是屌丝，这种人到哪里都一样 lose，他们需要的是不断的有让他们 losing 下去的借口，而不是生活在哪里，自己是哪国人。——InfoQ 用户码田守望者

新中国成立至今不到 70 年，在这 70 年的时间里，我们在满目疮痍的战后土地上搞五年计划，搞改革开放，建立起完整的工业体系，壮大成世界第二大经济体，这是“中国速度”，但我们还嫌它太慢。我们对待自己，喜欢“宽以待己，严以律人”，但对自己的国家，我们却喜欢“严以律己，宽以待人”。我们希望自己的国家在每个领域都能做到世界之最，但这可能吗？