? 李寅 高可

復(fù)旦大學(xué)國際關(guān)系與公共事務(wù)學(xué)院

【導(dǎo)讀】特朗普上臺之后，美對華先進(jìn)半導(dǎo)體“禁運(yùn)令”是否會延續(xù)成為國人最關(guān)心的問題之一。而前幾日荷蘭首相表態(tài)稱，特朗普極有可能延續(xù)甚至加大對華施壓態(tài)勢，這將直接關(guān)系到荷蘭在光刻機(jī)巨頭阿斯麥（ASML）出口管制政策的實(shí)施，而荷蘭仍希望有自行決定的空間。

本文探討了中國芯片產(chǎn)業(yè)在面對美國技術(shù)封鎖和“摩爾定律陷阱”時(shí)的破局之路，對芯片產(chǎn)業(yè)所信仰的先進(jìn)制程進(jìn)行了反思：摩爾定律創(chuàng)造出全社會對芯片產(chǎn)業(yè)持續(xù)引領(lǐng)技術(shù)進(jìn)步的期待，用一個(gè)簡單量化的指標(biāo)遮蔽了產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的復(fù)雜條件，讓政府和企業(yè)決策者誤以為，只要砸錢先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)，便可水到渠成、萬事大吉?；仡欀袊l(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)的曲折道路，作者發(fā)現(xiàn)，相比近年來備受大眾矚目的關(guān)鍵技術(shù)“卡脖子”問題，支撐本土芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的市場問題更少受到關(guān)注。冷戰(zhàn)時(shí)期，中國被隔絕在世界分工體系外，且經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平低，因此難以孕育出足夠規(guī)模的半導(dǎo)體市場。而全球化時(shí)代的中國芯片工業(yè)不僅沒有擺脫對國外的技術(shù)依賴，反而對海外市場的依賴還加深了。結(jié)果便是一方面國內(nèi)新興電子工業(yè)系統(tǒng)巨頭不愿意使用國產(chǎn)芯片，另一方面國內(nèi)芯片制造商只滿足于作為跨國公司中低端芯片的外包商，更沒人愿意使用國產(chǎn)芯片制造設(shè)備。直到中美貿(mào)易戰(zhàn)爆發(fā)，特朗普政府意圖切斷中興和華為的芯片供應(yīng)鏈后，這種局面才有所改變。

作者認(rèn)為，中國若要進(jìn)一步發(fā)展先進(jìn)芯片工業(yè)，必須破除對摩爾定律的迷思，把政府和企業(yè)決策者的注意力從引進(jìn)一兩臺設(shè)備上轉(zhuǎn)移開，聚焦到支撐先進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的市場和內(nèi)需環(huán)境上。例如，當(dāng)下愈演愈烈的“內(nèi)卷化”帶來的內(nèi)需崩塌便會對產(chǎn)業(yè)發(fā)展造成極大傷害，只有足夠多的企業(yè)實(shí)施高固定成本戰(zhàn)略，才能創(chuàng)造出足夠大的市場和內(nèi)需，才能走出一條高技術(shù)發(fā)展的可持續(xù)道路。

本文原載《文化縱橫》2025年2月刊，原題為《突圍“摩爾定律陷阱”——中國芯片產(chǎn)業(yè)破局之路》。文章僅代表作者觀點(diǎn)，供讀者參考。

突圍“摩爾定律陷阱”

——中國芯片產(chǎn)業(yè)破局之路

先進(jìn)制程的芯片制造是當(dāng)前全球科技和產(chǎn)業(yè)競爭的前沿。[1]自美國出臺《芯片與科學(xué)法案》大舉補(bǔ)貼芯片制造以來，日本、印度及歐洲乃至東南亞國家和地區(qū)都紛紛出臺芯片產(chǎn)業(yè)補(bǔ)貼政策，美日歐等發(fā)達(dá)國家更是重點(diǎn)瞄準(zhǔn)5納米制程以下尖端芯片制造。先進(jìn)制程是美國遏制中國高科技產(chǎn)業(yè)部門進(jìn)一步發(fā)展的焦點(diǎn)，過去四年里，拜登政府一步步收緊特朗普開始的技術(shù)出口管制，試圖利用美國及其盟友對“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)的控制，將中國的芯片制造鎖死在14納米節(jié)點(diǎn)。中國芯片產(chǎn)業(yè)如何突破關(guān)鍵技術(shù)限制、如何自主發(fā)展先進(jìn)芯片制造，是擺在科技和產(chǎn)業(yè)界面前最重要的課題。

本文將從公共政策和產(chǎn)業(yè)史的角度來探討這個(gè)話題。先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)――一個(gè)枯燥而模糊的工程技術(shù)和營銷術(shù)語，一個(gè)在十年前只有書呆子（nerd）才會討論的話題——在公共政策制定者的推動(dòng)下竟成為國際競爭的焦點(diǎn)和老百姓爭相議論的話題，本身已說明了政策話語的重要性。然而，鮮有人反思的是，如美歐這般用先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)的概念作為產(chǎn)業(yè)政策制定的依據(jù)是否具有合理性。先進(jìn)制程對于提升芯片性能的作用不容置疑，但是政策制定者對制程節(jié)點(diǎn)的執(zhí)著更多來自對“摩爾定律”這類規(guī)律的信仰。通過對全球芯片產(chǎn)業(yè)變革和中國發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)歷史的梳理，我們很容易發(fā)現(xiàn)這種迷信根本站不住腳。

▍摩爾定律、產(chǎn)品平臺與全球芯片產(chǎn)業(yè)變革

1965年，英特爾創(chuàng)始人之一的戈登 · 摩爾在為《電子》（Electronics）雜志撰寫的短文中總結(jié)了一個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)的規(guī)律：自1958年集成電路發(fā)明以來，每塊芯片上可容納的晶體管數(shù)量大約每經(jīng)過18個(gè)月到24個(gè)月便會增加一倍。這意味著大約每隔2年，芯片的性能會提升一倍，而獲得同樣性能的成本會降低一半，這便是著名的摩爾定律。摩爾定律誕生以來，芯片技術(shù)突飛猛進(jìn)，半導(dǎo)體工業(yè)快速發(fā)展，成為現(xiàn)代信息社會最核心的高科技產(chǎn)業(yè)部門，摩爾定律也因此成為廣受信奉的鐵律。

摩爾定律的有效性并非沒有爭議。實(shí)際上，摩爾定律并不是基于某種自然規(guī)律的科學(xué)定理，而是對經(jīng)驗(yàn)的歸納――戈登·摩爾最初只預(yù)言了十年的發(fā)展，并沒料到芯片技術(shù)可以維持長期的快速進(jìn)步，以至于摩爾本人后來曾多次調(diào)整摩爾定律的表述。摩爾定律自身的表述也非常寬泛，很容易在不同的場景下被重新解讀。例如，模擬芯片的發(fā)展從來就不符合摩爾定律。大約從21世紀(jì)初開始，為了在每塊芯片上容納更多的晶體管數(shù)量、而縮小單個(gè)晶體管尺寸所產(chǎn)生的成本越來越高，以至于在多個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)，制造困難帶來的成本上升開始超過縮小晶體管帶來的收益，使得下一代晶體管比上一代更貴。到了2014年以后，長期引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展的英特爾花了5年時(shí)間才完成從14納米向10納米制程的升級，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出2年。即便英特爾進(jìn)展緩慢有自身的問題，當(dāng)前最為成功的芯片公司——英偉達(dá)的CEO黃仁勛也從2017年起就多次宣言摩爾定律已死。

然而，恰恰是因?yàn)槟柖刹⒎钦嬲目茖W(xué)定律，使得以上爭議并不能真正撼動(dòng)摩爾定律的地位。摩爾定律之所以對整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了持久而深遠(yuǎn)的影響，在于它設(shè)定了一種競爭的節(jié)奏，創(chuàng)造出全社會（包括政府、產(chǎn)業(yè)界和消費(fèi)者）對芯片產(chǎn)業(yè)持續(xù)引領(lǐng)技術(shù)進(jìn)步的一種期待。這意味著，如果在位企業(yè)不能以某種形式滿足這種期待時(shí)，那么它不僅被后來者取代便是理所當(dāng)然的（而無法訴諸質(zhì)量、品牌等常見的壟斷手段），而且日后的追趕可能也會非常困難。對于公共政策制定者來說，維護(hù)技術(shù)領(lǐng)先的龍頭芯片企業(yè)地位就成為保持本國尖端產(chǎn)業(yè)競爭力的第一要?jiǎng)?wù)。從這點(diǎn)出發(fā)便很容易理解，每當(dāng)美國半導(dǎo)體企業(yè)的領(lǐng)先地位發(fā)生動(dòng)搖時(shí)——上一次是在80年代面臨日本的挑戰(zhàn)，當(dāng)下則是臺積電取代英特爾掌握最先進(jìn)的制程——華盛頓的政客們都會極度的驚恐。在摩爾定律的指引下，先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)成為最為重要的產(chǎn)業(yè)政策目標(biāo)之一。

但是，摩爾定律真的就是驅(qū)動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展最重要的動(dòng)力嗎？縱觀集成電路誕生以來，摩爾定律下的快速技術(shù)進(jìn)步固然是芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的明線，每隔約20年的計(jì)算機(jī)工業(yè)產(chǎn)品平臺的更迭則是推動(dòng)芯片需求擴(kuò)張、新舊產(chǎn)業(yè)龍頭交替的另一條“暗線”。集成電路芯片在發(fā)明初期主要用于航空和軍事用途，造價(jià)昂貴，進(jìn)入60年代以來，才在民用市場上找到出路。迄今為止，拉動(dòng)芯片需求的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品平臺主要有三代。[2]

第一代是從20世紀(jì)60年代到80年代的大型機(jī)（mainframe computer）和小型機(jī)（minicomputer）。美國IBM公司在1964年發(fā)布大型機(jī)“System/360”系統(tǒng)，引入晶體管電路設(shè)計(jì)，獲得巨大市場成功。為了最大化利潤，IBM投資自有工廠生產(chǎn)芯片，在70年代時(shí)，僅靠生產(chǎn)自用的芯片就成為全世界最大的芯片制造商。同一時(shí)期，以DEC公司和王安電腦為代表的初創(chuàng)公司們利用集成電路芯片生產(chǎn)出比大型機(jī)更小、更便宜的小型機(jī)，打開更大的民用市場。

第二代是從80年代到21世紀(jì)初的個(gè)人電腦（PC）。基于英特爾x86微處理器和微軟操作系統(tǒng)的廉價(jià)個(gè)人電腦帶來了計(jì)算機(jī)家用市場的爆發(fā)，開啟了20世紀(jì)末的互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)繁榮。自90年代起，由于個(gè)人電腦和服務(wù)器成為最大的芯片市場，英特爾也從一度瀕臨破產(chǎn)再度成為世界半導(dǎo)體工業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，并在接下來二十多年中引領(lǐng)先進(jìn)制程。而上一代計(jì)算機(jī)工業(yè)的佼佼者此時(shí)紛紛隕落，王安電腦在1992年破產(chǎn)，DEC于1998年被康柏收購，連巨無霸IBM也退出了個(gè)人電腦業(yè)務(wù)，最終在2015年將芯片生產(chǎn)業(yè)務(wù)出售給格芯。

第三代是從2007年蘋果公司推出iPhone起至今的智能手機(jī)。智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展伴隨著半導(dǎo)體工業(yè)的新分工模式――無廠芯片設(shè)計(jì)公司（fabless design house）和純晶圓代工廠（pure-play foundry）協(xié)作的興起。盡管作為第一家純代工廠的臺積電早在1987年就已創(chuàng)立，但很長時(shí)間以來，在英特爾和德州儀器[3]等傳統(tǒng)芯片巨頭的陰影下，代工廠往往是廉價(jià)和低端的代名詞，行業(yè)里更有句黑話叫“真男人要有晶圓廠”（Real men have fabs）[4]。然而，由于英特爾不愿為蘋果供應(yīng)智能手機(jī)芯片，蘋果轉(zhuǎn)向代工廠生產(chǎn)，并在2010年推出自己設(shè)計(jì)的A系列芯片。隨著智能手機(jī)日漸普及并成為芯片技術(shù)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力，無廠芯片設(shè)計(jì)公司（包括高通、聯(lián)發(fā)科等獨(dú)立設(shè)計(jì)公司和蘋果、華為海思等系統(tǒng)公司的設(shè)計(jì)部門）和代工廠（包括臺積電、三星電子等）成為行業(yè)的領(lǐng)頭羊。2024年底，芯片代工制造的行業(yè)龍頭臺積電市值超過1萬億美元，而英特爾市值不到其1/10，并在先進(jìn)制程研發(fā)方面遇到極大困難（圖1）。

縱觀過去三代產(chǎn)品平臺的興衰，很難說技術(shù)上領(lǐng)跑摩爾定律的企業(yè)就能長盛不衰。由于芯片制造中存在強(qiáng)力的規(guī)模效應(yīng)，往往是在產(chǎn)品市場上獲得成功的企業(yè)更有可能大力投資研發(fā)和制造，逐步獲得對先進(jìn)制程的把控，反之則未必可行。實(shí)際上，除了計(jì)算機(jī)這條主線之外，還有不少芯片市場的“支線”，在這些市場上摩爾定律的效應(yīng)更弱，產(chǎn)品市場的作用更強(qiáng)。例如，發(fā)明于60年代初的電子計(jì)算器是集成電路早期的主要市場之一。日本的三洋、佳能、夏普等公司通過微型化創(chuàng)新，將計(jì)算器的價(jià)格從最初的4000美元降到70年代末的不到10美元，成為日本電子工業(yè)起飛的領(lǐng)頭羊。再例如，IBM公司在1970年引入集成電路存儲芯片代替磁芯存儲器，開啟了存儲芯片市場。這個(gè)市場不僅孕育了早期的英特爾，也成為后來日韓半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的主要賽道。

進(jìn)一步看，芯片市場產(chǎn)品平臺更替的一個(gè)顯著特征是“顛覆式創(chuàng)新”[5]，即一種新的產(chǎn)品平臺以更簡單、更便宜的低端產(chǎn)品形式出現(xiàn)，再通過不斷改進(jìn)、提升質(zhì)量最終取代舊的主流和高端產(chǎn)品的過程。在這個(gè)過程中，在位廠商的潰敗并非由于缺乏技術(shù)優(yōu)勢，而是被舊平臺鎖定后無法對新需求做出有效的回應(yīng)。從英特爾到臺積電，無不是從邊緣市場發(fā)家；而一旦成為霸主，如十多年前的英特爾，即便坐擁最先進(jìn)的制程技術(shù)，卻無法進(jìn)入主流的移動(dòng)市場，最終一步步陷入困境，落入一種“摩爾定律陷阱”。

▍中國發(fā)展先進(jìn)芯片制造的曲折道路

全球芯片工業(yè)的數(shù)次變革帶來的一個(gè)啟示是：發(fā)展芯片工業(yè)既需要緊緊跟隨摩爾定律的技術(shù)推力，更需要面向市場的需求拉力。如果沒有市場需求支撐，即便是領(lǐng)先企業(yè)也難以維持對先進(jìn)制程的投入，后來者則更難以完成追趕。我國領(lǐng)導(dǎo)人一直重視芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展和對國際先進(jìn)技術(shù)的追趕，長期以來堅(jiān)持對芯片產(chǎn)業(yè)長期大力投入。然而，不得不承認(rèn)的是，至今我國芯片企業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平距國際前沿仍有顯著差距。中國發(fā)展芯片工業(yè)之路如此艱難曲折，與需要同時(shí)解決技術(shù)與市場兩大難題有極大關(guān)系。[6]

中國是世界上最早開發(fā)半導(dǎo)體芯片技術(shù)的少數(shù)國家之一。早在1956年，黨中央提出了“向科學(xué)進(jìn)軍”的號召，隨后，半導(dǎo)體技術(shù)被列入十二年遠(yuǎn)景規(guī)劃。在基本封閉的情況下，我國科研人員在1963年底研制出了第一個(gè)硅平面工藝晶體管，又在1965年制成第一塊集成電路——此時(shí)距離德州儀器發(fā)明集成電路僅僅過去了七年。到60年代末，我國完全依靠自主力量初步搭建了完整的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈，以滿足軍工、科研的需求。盡管中國早期半導(dǎo)體工業(yè)在極其艱苦的條件下取得的成就難能可貴，但必須承認(rèn)的是，到改革開放前，我國半導(dǎo)體工業(yè)已大幅落后于歐美乃至亞洲新興經(jīng)濟(jì)體。

（一）國有投資建設(shè)時(shí)期

改革開放之后，我國半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展以2000年為界經(jīng)歷了兩個(gè)階段。在前一個(gè)階段，我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展依賴政府投資重點(diǎn)企業(yè)，引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，以無錫742廠、908工程和909工程三個(gè)項(xiàng)目最為典型。742廠是國營江南無線電器材廠的簡稱，也是改革開放初期建設(shè)的規(guī)模最大、效益最好的集成電路企業(yè)。為了滿足當(dāng)時(shí)國內(nèi)旺盛的電視機(jī)需求，我國在80年代從日本引入了大量電視生產(chǎn)線，742廠生產(chǎn)的便是電視機(jī)用的集成電路。從1978年國家計(jì)委立項(xiàng)到1985年驗(yàn)收投產(chǎn)，742廠利用國家投資6600萬美元從日本東芝引進(jìn)3英寸生產(chǎn)線，用于生產(chǎn)電視機(jī)的集成電路。742廠投產(chǎn)后實(shí)現(xiàn)全年集成電路產(chǎn)量超過3000萬塊，一度達(dá)到全國總產(chǎn)量的近40%，大大加速了電視機(jī)的國產(chǎn)化和普及。742廠后續(xù)又與德國西門子合作建設(shè)5英寸線，并與地方研究所（24所）合并成立無錫華晶電子集團(tuán)公司。在80年代我國引進(jìn)的半導(dǎo)體生產(chǎn)線中，絕大多數(shù)由于缺乏產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)人員而利用不佳，742廠是少有的成功案例。盡管742廠取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，但它獲得的技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后國外。此時(shí)，歐美早已進(jìn)入超大規(guī)模集成電路時(shí)代，鄰國日本更是通過1975~1979年的VLSI項(xiàng)目躋身國際競爭前沿。

1990年8月，國務(wù)院批準(zhǔn)908工程，以超大規(guī)模集成電路為目標(biāo)，通過國家投資龍頭企業(yè)華晶，以建設(shè)一條6英寸0.8~1.2微米的集成電路生產(chǎn)線。經(jīng)過談判，908工程從美國朗訊公司（AT&TLucent）購買技術(shù)。朗訊不僅向華晶轉(zhuǎn)讓工藝技術(shù)、培訓(xùn)工程師，還提供了先進(jìn)通信集成電路的相關(guān)設(shè)計(jì)工具和資料庫，以生產(chǎn)朗訊程控交換機(jī)所用的芯片。然而，華晶的6英寸線歷時(shí)7年多才建成，一建成便陷入困境。一方面，908工程的決策和談判時(shí)間很長，雖然最終達(dá)到既定目標(biāo)，但此時(shí)國際主流工藝已迭代到8英寸線，項(xiàng)目并未能有效縮小國內(nèi)半導(dǎo)體工業(yè)與發(fā)達(dá)國家的技術(shù)差距。需要說明的是，908工程的實(shí)施時(shí)間在同時(shí)代并不算長，暴露出的問題更多是原有計(jì)劃體制的痼疾。另一方面，908工程所引進(jìn)的朗訊技術(shù)有較大的局限性，需要華晶在引進(jìn)吸收的基礎(chǔ)上二次開發(fā)，才能打開更大的市場。然而，華晶并不具備這樣的條件，加上此時(shí)家電市場飽和，原有的產(chǎn)線也陷入虧損，更無力再做投資。最終，華晶與臺灣茂矽電子創(chuàng)辦人陳正宇合作，成立合資的華晶上華半導(dǎo)體公司，承接海外的來料加工，成為中國大陸第一家純晶圓代工廠。

90年代中期，國家領(lǐng)導(dǎo)人已充分意識到908工程面臨的體制問題，將工作重心轉(zhuǎn)移到909工程上。909工程在1995年立項(xiàng)，由中央政府聯(lián)合上海市出資，目標(biāo)是建設(shè)一條8英寸集成電路生產(chǎn)線，工程耗資近100億元，超過了此前國家對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投資的總和。為了體現(xiàn)中央的重視和決心，作為909工程項(xiàng)目主體的華虹微電子公司于1996年成立，由時(shí)任電子工業(yè)部部長和上海市副市長兼任主要負(fù)責(zé)人。此時(shí)，美國牽頭主要的西方工業(yè)國家簽署了控制常規(guī)武器和高新技術(shù)出口的《瓦森納協(xié)定》，使我國從國外獲得先進(jìn)半導(dǎo)體制造的設(shè)備和技術(shù)變得更加困難。最終，日本NEC公司同意加入909工程，成立華虹NEC合資公司，轉(zhuǎn)讓8英寸、0.35~0.5微米技術(shù)。在中央和上海市的大力支持下，909工程僅用18個(gè)月就建成了國內(nèi)第一條8英寸線。1999年2月，華虹NEC正式投產(chǎn)64M內(nèi)存芯片，達(dá)到國際主流產(chǎn)品水平。

高規(guī)格、高投入使909工程克服了前期的障礙，極大提升了國內(nèi)半導(dǎo)體技術(shù)與生產(chǎn)能力。但是到2000年時(shí)，英特爾、臺積電等巨頭已將國際前沿推進(jìn)到12英寸、0.18微米的工藝水平，華虹NEC仍然落后2~3代。造成這種落后有兩方面原因。一是《瓦森納協(xié)定》后歐美企業(yè)不愿意與中國合作，美國事實(shí)上確立了對華芯片技術(shù)出口的“N-2代差”規(guī)則，即出口中國的芯片裝備和技術(shù)要落后國際前沿2代以上。NEC公司盡管在華有大量投資，但它能提供的內(nèi)存芯片技術(shù)并非摩爾定律的主戰(zhàn)場。與邏輯芯片相比，內(nèi)存芯片設(shè)計(jì)簡單，工藝進(jìn)展較慢，內(nèi)存廠商主要依靠規(guī)模經(jīng)濟(jì)競爭。二是華虹NEC早期依賴NEC的技術(shù)和市場，但NEC所代表的日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)此時(shí)已開始走下坡路。隨著互聯(lián)網(wǎng)泡沫破裂，存儲芯片價(jià)格暴跌，NEC半導(dǎo)體部門自身的困境開始影響華虹NEC。到了2002年后，華虹NEC重新引入海外華人和海歸組成的管理團(tuán)隊(duì)，成功轉(zhuǎn)型為芯片代工廠，但之后華虹的運(yùn)營重心也隨之轉(zhuǎn)移到成熟制程特色工藝，不再追逐先進(jìn)制程。

（二）市場化與全球化時(shí)期

2000年，國務(wù)院發(fā)布《鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》文件（以下簡稱“18號文件”），我國芯片產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新的發(fā)展階段。18號文件確定放開民營企業(yè)和外商投資企業(yè)在集成電路行業(yè)的準(zhǔn)入許可，中國境內(nèi)設(shè)立的軟件和集成電路企業(yè)不分所有制性質(zhì)都可享受優(yōu)惠政策。18號文件代表的產(chǎn)業(yè)政策向基于市場激勵(lì)的政策轉(zhuǎn)型，在21世紀(jì)初推動(dòng)了數(shù)百家公司進(jìn)入中國芯片產(chǎn)業(yè)。這些新興企業(yè)由大量無廠芯片設(shè)計(jì)公司和少數(shù)大規(guī)模的純晶圓代工廠和芯片封裝廠組成，建立起與全球產(chǎn)業(yè)鏈緊密結(jié)合的垂直分工產(chǎn)業(yè)體系。

中芯國際（SMIC，以下簡稱“中芯”）就是這一時(shí)期興起的新興芯片制造企業(yè)的代表。2000年4月，中芯由從世大半導(dǎo)體出走、出身于德州儀器的中國臺灣工程師張汝京籌資創(chuàng)辦。當(dāng)年5月，張汝京帶領(lǐng)數(shù)百名國際工程師團(tuán)隊(duì)和管理人員來到上海，8月工廠破土動(dòng)工，僅花費(fèi)1年時(shí)間就在上海張江建成了每月產(chǎn)能10萬片晶圓的超大型芯片廠，破了當(dāng)時(shí)全世界最快的建廠紀(jì)錄。張汝京深諳芯片產(chǎn)業(yè)基于規(guī)模經(jīng)濟(jì)的競爭規(guī)律，在地方政府的支持下，中芯通過建廠、收購等方式在北京、上海、天津多地迅速擴(kuò)張。中芯在2002年開工第一條12英寸線，到2004年上市時(shí)已成為全球第四大純代工晶圓廠，是中國大陸企業(yè)首次進(jìn)入世界前五。

早期的中芯代表了一套完全基于全球化的商業(yè)模式。張汝京的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)主要由海外華人、國際專家和海歸組成，而中芯的出資方既包括北京、上海的國有資本，也包括美國投行、硅谷風(fēng)險(xiǎn)資本、跨國公司、新加坡淡馬錫等各種背景的國際資本。憑借創(chuàng)始人深厚的海外關(guān)系，中芯從美國大量獲取設(shè)備和技術(shù)，并成為2007年美國商務(wù)部推出的無限期出口豁免權(quán)“經(jīng)認(rèn)證終端用戶”（VEU）項(xiàng)目中首批五個(gè)獲批企業(yè)之一。在企業(yè)經(jīng)營上，早期中芯遵循了“兩頭在外”的純晶圓代工廠模式：從國外進(jìn)口設(shè)備和材料，使用國外客戶的芯片設(shè)計(jì)并出口制造的芯片。這種模式的顯著優(yōu)勢是，通過完全嵌入全球產(chǎn)業(yè)鏈，可以匯集大量的需求，并利用巨大的規(guī)模經(jīng)濟(jì)降低成本，讓中芯可以有效利用昂貴的生產(chǎn)線，大量訓(xùn)練本土工人，并進(jìn)一步投資以擴(kuò)大規(guī)模。到2009年，中芯的產(chǎn)能占全國集成電路產(chǎn)能的一半，中國的集成電路產(chǎn)量占世界的份額也從2000年的不到1%升至接近9%。

全球化雖然成就了中芯早期的輝煌，但也成為其商業(yè)模式的阿喀琉斯之踵，更未能從根本上改變中國芯片產(chǎn)業(yè)的追趕處境。由于市場在海外，中芯首先受到競爭對手在境外的擠壓。創(chuàng)立不久，中芯便陷入與臺積電的知識產(chǎn)權(quán)糾紛。從2003年到2009年，臺積電在美國法院提起了一系列訴訟，控告中芯侵犯專利和盜用商業(yè)秘密。這些訴訟最終使中芯為換取和解付出了超過4.5億美元的經(jīng)濟(jì)和股權(quán)賠償，并導(dǎo)致創(chuàng)始人張汝京辭職。創(chuàng)始人的離去在短期內(nèi)造成中芯管理層動(dòng)蕩，使得公司的增長和技術(shù)追趕在隨后幾年放緩。這段時(shí)期的中芯制程工藝開發(fā)緩慢，營收主要來自90納米以上的成熟制程，與行業(yè)領(lǐng)先水平的差距實(shí)際上進(jìn)一步擴(kuò)大。直到2015年國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金注資，引進(jìn)制程工藝專家梁孟松，實(shí)現(xiàn)14納米節(jié)點(diǎn)的突破，中芯才再次回到高速增長與大規(guī)模投入的軌道，但此后的中芯無論是從出資結(jié)構(gòu)、核心高管還是營收來源都已徹底轉(zhuǎn)向了國內(nèi)。

隨著中美技術(shù)競爭加劇，中國芯片工業(yè)的全球化時(shí)代緩緩落幕。2020年12月，中芯被美國商務(wù)部列入實(shí)體清單；2022年10月7日，美國全面禁止向中國出口用于生產(chǎn)先進(jìn)計(jì)算芯片的技術(shù)和設(shè)備，并在之后兩年中多次升級禁令。受美國制裁影響，中芯從海外獲取技術(shù)和設(shè)備日益困難，更無法從荷蘭阿斯麥（ASML）購買極紫外線光刻機(jī)（EUV）生產(chǎn)10納米以下節(jié)點(diǎn)的先進(jìn)制程芯片。盡管中芯利用較舊的DUV光刻機(jī)和雙重曝光技術(shù)實(shí)現(xiàn)了等效7納米的“N+1”和“N+2”工藝節(jié)點(diǎn)，但是在美國不斷升級的禁令下，中芯未來先進(jìn)芯片的發(fā)展仍然需要更根本的突破。

▍突圍“摩爾定律陷阱”

回顧中國發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)的曲折道路，我們發(fā)現(xiàn)造成當(dāng)下困境的也有一明一暗兩條線。明線上的技術(shù)問題眾所周知，是我國在芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展中不斷重復(fù)技術(shù)引進(jìn)—落后—再引進(jìn)的怪圈，始終無法追上摩爾定律設(shè)定的節(jié)奏，更難以在關(guān)鍵技術(shù)上擺脫對國外的依賴。在后全球化時(shí)代，隨著技術(shù)引進(jìn)變得愈發(fā)困難，如何走出這個(gè)怪圈就變得更加迫切。

較少受到關(guān)注的，是支撐先進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的市場發(fā)展這條暗線。冷戰(zhàn)時(shí)期東西對立，中國被隔絕在世界分工體系外，加之較低的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平難以孕育出足夠規(guī)模的半導(dǎo)體市場，無法支撐起獨(dú)立的先進(jìn)芯片產(chǎn)業(yè)，這并不難理解。改革開放以來，居民部門對電視、冰箱、洗衣機(jī)這類家電的旺盛需求支撐起國產(chǎn)電器工業(yè)，并帶動(dòng)上游集成電路需求，盡管這些需求往往并不需要先進(jìn)制程即可滿足。隨著90年代末我國建立起出口導(dǎo)向型經(jīng)濟(jì)，融入西方主導(dǎo)的國際分工體系，我國芯片產(chǎn)業(yè)按照模塊化生產(chǎn)范式發(fā)生了重組。芯片工業(yè)的全球化模式雖然帶來高投資和高增長，但是也造成芯片投資與國內(nèi)需求的脫節(jié)。例如，在獲得美國商務(wù)部無限期出口豁免權(quán)的2007年前后，中芯的營收有高達(dá)80%來自海外市場。全球化時(shí)代的中國芯片工業(yè)不僅在技術(shù)上沒有擺脫對國外的依賴，而且對海外市場的依賴還加深了。結(jié)果便是一方面國內(nèi)新興電子工業(yè)系統(tǒng)巨頭不愿意使用國產(chǎn)芯片，另一方面國內(nèi)芯片制造商只滿足于作為跨國公司中低端芯片的外包選擇，更沒人愿意使用國產(chǎn)芯片制造設(shè)備。

從技術(shù)與市場兩條線來看，中國發(fā)展先進(jìn)芯片產(chǎn)業(yè)的過程中，尋找需求支撐的迫切性甚至要高于生產(chǎn)端單純的技術(shù)追趕。21世紀(jì)初，有不少智庫和咨詢公司曾樂觀地認(rèn)為，隨著中國半導(dǎo)體消費(fèi)量快速上升，必然會刺激本地生產(chǎn)，帶動(dòng)中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。實(shí)際上，在全球產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)模式中，盡管中國自2008年就成為世界上最大的半導(dǎo)體消費(fèi)國，但是本地生產(chǎn)長期嚴(yán)重滯后。其中的原因除了一大部分統(tǒng)計(jì)的消費(fèi)實(shí)際只是用于組裝再出口外，剩下的國內(nèi)消費(fèi)中真正能夠支撐國產(chǎn)先進(jìn)芯片技術(shù)開發(fā)和生產(chǎn)的有效需求恐怕也寥寥無幾。直到中美貿(mào)易戰(zhàn)爆發(fā)，特朗普政府意圖切斷中興和華為的芯片供應(yīng)鏈以置之于死地后，這種局面才有所改觀。中芯國際近年來的年報(bào)顯示，其來自中國大陸的營收比率在2018年后快速躍升到50%以上，到2023年更高達(dá)80%。然而，這種轉(zhuǎn)變或許來得還是太遲、太不徹底了。迄今為止，除了受到制裁的華為在國內(nèi)生產(chǎn)出采用先進(jìn)制程的麒麟處理器芯片外，并沒有太多例子表明國內(nèi)廠商對國產(chǎn)先進(jìn)制程芯片有充分的興趣和需求。

或許有人要問，為什么發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)不能像中國的無數(shù)出口導(dǎo)向行業(yè)一樣通過加工出口就能到達(dá)世界先進(jìn)水平呢？這是因?yàn)樾酒@樣的高技術(shù)工業(yè)競爭的實(shí)質(zhì)是對市場的控制。本文作者曾指出，用經(jīng)濟(jì)學(xué)來解釋現(xiàn)代高技術(shù)競爭的本質(zhì)，就是企業(yè)在給定高固定成本戰(zhàn)略的選擇下，通過控制市場將成本劣勢轉(zhuǎn)化為競爭優(yōu)勢。[7]這個(gè)命題的前一部分指出，高技術(shù)創(chuàng)新要求企業(yè)敢于長時(shí)間大量投入人力、物力、財(cái)力，這種堅(jiān)持需要企業(yè)將人力等經(jīng)濟(jì)學(xué)中的“可變成本”視為固定成本，才能有足夠的耐心取得技術(shù)和產(chǎn)品的成功。反過來，企業(yè)也可以選擇不投入高固定成本，僅僅按照市場信號不斷地裁員、擴(kuò)員以調(diào)節(jié)“可變成本”，但這樣的企業(yè)勢必?zé)o法打造出有差異性的產(chǎn)品，只能注定平庸。但命題的后一部分又進(jìn)一步指出，企業(yè)如果想要?jiǎng)?chuàng)新的話，就必須要能通過獲取市場、控制市場乃至創(chuàng)造市場，將創(chuàng)新的成果轉(zhuǎn)化為收入和利潤，否則高固定成本戰(zhàn)略便無從談起。[8]尖端芯片作為當(dāng)代電子信息工業(yè)核心競爭力的來源，是支撐起當(dāng)代發(fā)達(dá)國家產(chǎn)業(yè)體系的創(chuàng)新型企業(yè)巨頭實(shí)施高固定成本戰(zhàn)略的基礎(chǔ)，因此也必然是爭奪市場控制的焦點(diǎn)。從集成電路進(jìn)入民用市場起，引領(lǐng)創(chuàng)新的巨頭都對芯片的最終市場擁有著巨大的市場權(quán)力。大型機(jī)時(shí)代的IBM和PC時(shí)代的英特爾都是如此。臺積電或許是個(gè)例外，但它的地位本來便是其主要客戶――蘋果公司市場權(quán)力的延伸。也正因?yàn)槿绱?，臺積電遠(yuǎn)比之前時(shí)代的巨頭更脆弱，輕易地便受到美國政府的擺布。在這樣的市場上，中國出口工業(yè)慣用的物美價(jià)廉的打法，必定會遭到巨頭及其背后政府的圍追堵截。

換句話說，沒有一定的市場控制力以充分吸收創(chuàng)新的高固定成本，發(fā)展尖端芯片工業(yè)便無從談起。而中國發(fā)展先進(jìn)芯片制造的市場，只能從廣闊的國內(nèi)市場來找。當(dāng)然，這并不是說要讓政府賦予某個(gè)企業(yè)以壟斷性權(quán)力；實(shí)際上，只有從市場競爭中獲得的壟斷能力才是真正的市場權(quán)力，也只有這樣的企業(yè)才能真正把市場地位轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新的動(dòng)力，這個(gè)道理在中國當(dāng)下的市場經(jīng)濟(jì)中已不言自明。然而，我們也必須清醒地意識到，經(jīng)過三十年的全球化，在國內(nèi)大部分先進(jìn)芯片市場已被跨國公司鎖定的情況下，讓跨國公司主動(dòng)讓出國內(nèi)市場也是不現(xiàn)實(shí)的。在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，以國家力量打開市場空間，為實(shí)施高固定成本戰(zhàn)略的創(chuàng)新企業(yè)創(chuàng)造機(jī)會，也是必要的選擇。在這點(diǎn)上，發(fā)達(dá)國家從未猶豫過，我們也無須躊躇。

摩爾定律之所以會成為一個(gè)“陷阱”，是因?yàn)樗靡粋€(gè)簡單量化的指標(biāo)遮蔽了產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的復(fù)雜條件，讓政府和企業(yè)決策者誤以為，只要砸錢先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)，便可水到渠成、萬事大吉。過去落入此陷阱的案例比比皆是，未來也不會少。中國若要進(jìn)一步發(fā)展先進(jìn)芯片工業(yè)，必須要破除對摩爾定律這類規(guī)律的迷思，把決策者的注意力從引進(jìn)一兩臺設(shè)備上轉(zhuǎn)移開，聚焦到支撐先進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的市場和內(nèi)需環(huán)境上。例如，當(dāng)下愈演愈烈的“內(nèi)卷化”帶來的內(nèi)需崩塌便會對產(chǎn)業(yè)發(fā)展造成極大傷害，對此，政府必須支持企業(yè)實(shí)施高固定成本創(chuàng)新戰(zhàn)略。只有足夠多的企業(yè)實(shí)施高固定成本戰(zhàn)略，才能創(chuàng)造出足夠大的市場和內(nèi)需，而更大的市場將會推動(dòng)更多的企業(yè)實(shí)施高固定成本戰(zhàn)略，這樣最終才能走出一條高技術(shù)發(fā)展的可持續(xù)道路。

編輯｜羅宋唐

注釋

[1] 制程，也稱工藝制程或制程節(jié)點(diǎn)，是指在半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)制造中用于衡量微型化電子元器件尺寸的工藝，尺寸越小則芯片越精密越先進(jìn)。當(dāng)代先進(jìn)芯片制程已從微米級進(jìn)步到納米級（1微米=1000納米）。芯片工藝的另一個(gè)衡量方式是芯片工廠（也叫晶圓廠）制造過程中所使用的硅片（晶圓）的尺寸大小，用英寸衡量，越先進(jìn)的生產(chǎn)線采用的晶圓尺寸越大，當(dāng)前主流的晶圓廠采用12英寸生產(chǎn)線生產(chǎn)先進(jìn)芯片。此外，本文中將芯片、集成電路、半導(dǎo)體芯片等術(shù)語交替使用，但它們的基本含義相同。

[2] 李寅：《重塑技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢？——美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)政策回歸的歷史邏輯》，載《文化縱橫》2021年4月號。

[3] 英特爾和德州儀器等傳統(tǒng)的半導(dǎo)體制造商自行設(shè)計(jì)芯片并包攬后續(xù)的晶圓制造、封裝和測試等各個(gè)環(huán)節(jié)，被稱為集成設(shè)備制造商（Integrated Device Manufacturer, IDM）。

[4] “Real men have fabs”出自AMD創(chuàng)始人桑德斯（Jerry Sanders）在90年代初的言論。代工模式在芯片行業(yè)長期存在，但通過自營晶圓廠來保持先進(jìn)工藝競爭力曾被認(rèn)為對領(lǐng)先的芯片企業(yè)至關(guān)重要。

[5] 顛覆式創(chuàng)新的概念出自美國哈佛商學(xué)院教授克里斯滕森。參見Clay Christensen, Michael E. Raynor, and Rory McDonald,“What is disruptive innovation.”Harvard Business Review, December 2015。

[6] 本文關(guān)于中國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史的案例基于Yin Li,China’s Drive for the Technology Frontier: Indigenous Innovation in the High-tech Industry, Routledge, 2022, Chapter 4；Yin Li and Kaidong Feng,“China’s Innovative Enterprises at the Frontiers: Lessons from Indigenous Innovation in Telecom-Equipment and Semiconductor Industries,”China Review, Vol. 22, No. 1, pp. 11~37, 2022。

[7] Yin Li,China’s Drive for the Technology Frontier: Indigenous Innovation in the High-tech Industry, Routledge, 2022, Chapter 1. 本命題從拉佐尼克對創(chuàng)新型企業(yè)的理論探討中發(fā)展而來，參見William Lazonick, Business Organization and the Myth of the Market Economy, Cambridge University Press, 1991。

[8] 作者關(guān)于高技術(shù)創(chuàng)新的經(jīng)濟(jì)學(xué)本質(zhì)是高固定成本戰(zhàn)略的命題，被美國知名智庫ITIF在其2024年報(bào)告China Is Rapidly Becoming a Leading Innovator in Advanced Industries引用，作為中美產(chǎn)業(yè)競爭是零和博弈的依據(jù)。但I(xiàn)TIF的理解是錯(cuò)誤的，本命題強(qiáng)調(diào)的是市場需求對于創(chuàng)新的意義，而且對創(chuàng)新者來說，創(chuàng)造新市場往往比從在位者手中奪取市場份額更重要。

本文原載《文化縱橫》2025年2月刊，原題為《突圍“摩爾定律陷阱”――中國芯片產(chǎn)業(yè)破局之路》。文章僅代表作者觀點(diǎn)，供讀者參考。