中國科技2020|美國無情打壓 「中國芯」如何絕處逢生

撰文:張育銘
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2020年年終的中共中央經濟工作會議上,政府為2021年發展重點部署八大任務。這場中共高層官員的工作會議,不僅將「強化國家戰略科技力量」列為下一年經濟發展首要任務,且坦言要通過舉國體制優勢發展高科技,「盡快解決一批『卡脖子』問題」。
顯然,在高科技領域的全球競爭中,中國要提高自己的話語權。回看2020年,中國在探月工程、火星探測、衛星導航、載人深潛、量子研究、數據庫技術替代、核聚變技術國際參與以及中微子實驗和晶片製造等領域,均有亮眼表現或國家戰略部署。這些領域的科技研究,對應着怎樣的現實意義?中國的競爭優勢和現實挑戰格局如何?下一步的發展方向又在哪裏?

2020年8月19日,華為在福建福州舉辦的「2020創新數據基礎設施峰會•福建」活動上,展示區工作人員展示華為研發的AI晶片。(中新社)

2018年全國兩會後,《科技日報》策劃了「亟待攻克的核心技術」的欄目,總共提出了35項「卡脖子」的頂尖科技,前二項提到的就是關於「中國芯」製作中的關鍵,包括光刻機和晶片設計,因此可以顯見「中國芯」的自主研發所負有的使命感對於中國崛起的重要意涵。

晶片產業是一個龐大的系統工程,而如果「中國芯」想要不被「卡脖子」,就要實現全面的自主從EDA工具、晶片設計、晶片製造,乃至晶片製造所需的半導體設備和材料的全面突破,並且還需要實現從中低端向高端的突破。

朝氣蓬勃卻隱含危機的「中國芯」

而據最新的數據顯示,2020年中國的晶片設計企業達到了2,218家,比2019年的1,780家多了438家,在數量上增長了24.6%。而2020年中國整個晶片設計行業的銷售額預計為3,819.4億元(人民幣.下同),相比2019年的3,084.9億元增長23.8%,增速比2019年的19.7%提升了4.1個百分點。從數據上來看,投入「中國芯」的企業和銷售額都有不斷增加的趨勢。

此外,根據國務院於2020年8月印發《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》,對集成電路進行扶持。值得關注的是,對一些細分行業符合條件的企業,給予「十年免稅政策」,例如晶片代工廠中芯國際便符合該資格,而集成電路行業人士稱這是一次重大的政策利好,而中國政府的高額補貼顯然對於形塑「中國芯」的產業生態有莫大的助益。

實際上,早在2014年,隨着《國家集成電路產業發展推進綱要》頒布和國家集成電路產業投資基金的啟動,中國各地就掀起晶片產業發展熱潮,一個項目投資動輒數百億元乃至千億元。

不過「中國芯」並非如表面上看起來一帆風順,其中不乏「爛尾」的局面,而人為佈局產業形成「拔苗助長」的局面。在2020年11月28日舉行的第二屆中國發展規劃論壇上,工信部副部長王志軍表示,「晶片行業出現盲目投資和爛尾項目,前一階段集成電路製造方面的投資也被暴出造成巨大損失,需要規劃和加強監督」。而最為知名的便是2017年創立的武漢弘芯,它雖在2018、2019年連續兩年入選湖北省重大項目,但已於2020年7月傳出面臨資金鍊斷裂導致項目停滯的風險。

此外,「中國芯」能否站上國際舞台,始終遭外界質疑,而在中美科技戰的大脈絡下,更使得「中國芯」如何提升國際競爭力被視為是難關重重。例如「中國芯」產業中的兩大龍頭公司,包括晶片設計公司華為海思,以及晶片代工廠中芯國際近期都受到嚴重的考驗,均可預示「中國芯」面臨死地後生的處境。

遭受美國打壓的華為海思與中芯國際

全球知名電子產業市場情報的提供者集邦科技(TrendForce)於2020年12月19日發布了《全球前十大IC設計公司第三季營收排名》,美國高通(Qualcomm)排名第一,而中國華為海思則跌出前十。蓋因華為供應鏈遭美國政府切斷,晶片無法繼續製造,營收排名因而隨之下降,而這樣的情況顯示「中國芯」在美國的封殺局面下勢必走向自主研發之路,但絕非易事。

在榜單中,美國除了佔據六間企業,並且包攬前三名,前三分別為高通、博通(Broadcom)與英偉達(Nvidia)。而榜單中第四名至第十名公司分別為:聯發科(MediaTek)、AMD、賽靈思(Xilinx)、瑞昱半導體(Realtek)、聯詠科技(Novatek)、美滿(Marvell)、戴濼格半導體(Dialog)。

而在晶片製造中,除了設計之外,晶片代工也是重要的關鍵技術,甚至重要性更超過前者。而中國晶片代工龍頭企業中芯國際自然逃不過美國政府的打壓,也預示「中國芯」走向自主研發的艱辛。

美國商務部於2020年12月18日宣布,把中芯國際等60多家中企和機構列入出口管制的「實體清單」,以保護美國國家安全。這些公司將與華為等被納入管制的公司,被美國拒絕出口技術。

對此,中芯國際於12月20日發公吿表示,「公司被列入實體清單後,對用於10nm及以下技術節點(包括極紫外光技術)的產品或技術,美國商務部會採取推定拒絕的審批政策進行審核;同時公司為部分特殊客戶提供代工服務也可能受到一定限制。經公司初步評估,該事項對公司短期內運營及財務狀況無重大不利影響,對10nm及以下先進工藝的研發及產能建設有重大不利影響」。不過該消息被外界視為是安撫投資人信心的舉措,而美國政府的「精準打擊」,也讓「中國芯」的研發蒙上一層陰影,其中更為關鍵的是可能影響ASML販售極紫外光刻(EUV光刻)設備予以中芯國際。

中國晶片製造業雖然有中國政府的宏觀政策支持以及龍頭企業「中芯國際」的奮力追趕,但在斷供下的確徹底曝光行業短板。而在「中國芯」面對外有圍堵內有「爛尾」的現實依然處於尷尬的局面。雪上加霜的是,近期又傳出中芯國際的「內鬥」猛料。如此種種,中國晶片製造要出現跳躍手發展困難重重。

美國商務部12月18日將中國最大晶片製造商中芯國際列入「實體清單」。(視覺中國)

中芯面臨路線之爭

面臨美國政府打壓的困境,中芯國際近期傳出聯席CEO梁孟松因為不滿蔣尚義即將「空降」擔任副董事長一職,憤而在董事會上提出辭職,讓外界認為中芯又遇「內訌」。不過,外界也有人認為這是中芯在面臨美國打壓的情況下,從現實的角度意欲轉換公司運營路線的嘗試。

據內地媒體「IT之家」12月18日報道,業內觀察人士稱,在中芯國際新任副董事長蔣尚義的幫助下,中芯國際將尋求與ASML就EUV光刻機進行談判,希望獲取關鍵的EUV光刻機,以發展7nm以下工藝技術。據悉,2018年4月,中芯國際曾向ASML訂購了一台EUV光刻機,價值1.2億美元,預計2019年年初交貨,但最終這項交易未能達成,而其中或跟美國政府施壓有關。

目前,只有ASML能製造EUV光刻機。據悉,三星電子(Samsung)、英特爾(Intel)和台積電(TSMC)等都採購了該公司的極紫外光刻機。2020年4月份,調查公司Omdia表示,ASML2019年交付了26台極紫外光刻機,其中約一半面向大客戶台積電。

而梁孟松和蔣尚義分別代表中芯的兩條營運路線之爭,梁代表的是先進製程的自主研發道路,但如果缺乏ASML提供關鍵的EUV光刻機,則當前中芯國際商業量產的12/14nm工藝,搭配深紫外光刻機(DUV)也只能做到7/10nm工藝,還無法實現製程「彎道超車」趕上領先的英特爾或台積電意欲達到的3nm工藝。

另一方面,蔣尚義代表的是中芯將重視先進封裝和小晶片(chiplet)等系統整合的研發路徑,而這是蔣從2009年還在台積電時便認為晶片製造在「後摩爾時代」應該走的道路。這一方面顯示中芯高層在面臨美國打壓後不得不面對的現實考量,而另一方面或許也看出中芯高層希望「另闢蹊徑」,試圖走出「中國芯」的「鴻蒙」時代。

在江蘇淮安,一批工人正在晶片生產作業中。(視覺中國)

「中國芯」如何走出困境

中芯國際創始人張汝京曾於2020年8月間對外表示,「國產晶片若想實現彎道超車,最大的短板並不是缺錢,而是缺乏人才」。數據顯示,到2020年集成電路產業總需求量72萬人,但目前人才總數40餘萬人。根據就業情況分析,造成這一現象的主要原因是薪資和提升空間的不足,以及教育不到位等問題。而人才的投入和爭奪顯然會是未來「中國芯」能否持續發展的重要關鍵。

「自從盤古破鴻蒙,開闢從茲清濁辨。」鴻蒙在中國代表了盤古開天闢地之前的「混沌」,這或許也是華為當年給自己開闢手機系統備胎命名為「鴻蒙」的最初意向。而究竟「中國芯」能否美國打壓的情況下在晶片設計和代工技術方面走上自主研發之路並有所突破,除了中國政府的大力支持之外,顯然需要更多人才的投入,而這也必然是中國未來在高科技領域所面臨的最大挑戰,也將會一直是外界的主要關注。