芯片制造之难,难过原子d

芯片制造之难,难过原子d,第1张

最近,美国政府提议与韩国、日本和中国台湾组建“芯片四方联盟”(Chip4), 似乎是有意把中国大陆排除在半导体供应链体系之外。

5月24日,《和文化录·中国和力》第二季的节目中,主持人杨澜与南开大学新闻与传播学院院长刘亚东教授一起回顾中国科学技术发展的历程,探究中国科学 探索 、技术创新和弘扬科学精神等问题。

刘亚东说,“芯片不是一种产品或者一种产业,而是一个产业链。任何一个国家都不可能建立一个完全本地化的产业链,它一定是国际合作的产物”“目前中国 科技 界存在问题的最本质原因是科学精神的缺失,批判质疑是科学精神的精髓和核心”。

访 谈:刘亚东 南开大学新闻与传播学院院长、《 科技 日报》原总编辑

杨澜 资深媒体人

编 辑:米丽萍 来 源:正和岛

杨澜: 大家好,我是杨澜,本期节目荣幸地为大家邀请了南开大学新闻与传播学院院长刘亚东教授,和刘教授一起梳理中国科学技术发展的历程,探究中国科学 探索 、技术创新和弘扬科学精神的共进之和。您好刘院长。

刘亚东: 您好。

杨澜: 感谢您来到我们节目。这些年老百姓都可以看到,咱们国家在科学研究和技术创新方面,取得了诸多的成就,像载人航天、火星探测、深海研究等。

刘亚东: 改革开放40多年来,特别是党的十八大以来,中国的许多高新技术领域都取得了巨大的成就。世界知识产权组织发布了《2021年全球创新指数报告》,在报告里,中国位列全球第12位,比2020年前进了两位。事实上从2013年以来,中国已经连续9年,在这个排行榜里稳步上升,势头还是非常好的。

杨澜: 这也预示了一种后劲,发展的后劲。

刘亚东: 对,说明我们国家科学技术发展势头还是很好的。

刘亚东: 大家知道半导体产业,链条是很长的,包括芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试,等等。所以美国对咱们的封堵包括Chip4,实际上它主要还是集中在半导体芯片的制造环节,我认为它是在这个环节对中国实行围堵和打压。

杨澜: 芯片的确是被誉为“新时代的石油”,当然它并不是能源,但是它的确是在各地方都要用得上,比如说新能源 汽车 和手机,以后万物互联,其实样样东西上面可能都有芯片。

刘亚东: 缺了石油或者石油的衍生品,我们的 社会 根本就没有办法运转了,芯片更是这样。我们国家去年原油进口是5.1亿吨,进口金额大概是2500亿美元。就半导体芯片来说,我们从2018年开始,进口金额就突破了3000亿美元,此后一路飙升,到2021年,我们国家进口芯片达到了4400亿美元。

杨澜: 已经超过石油了。

刘亚东: 超过太多了,芯片的重要性是不言而喻的,所以美国才集中力量,在芯片领域,对中国实施围堵和打压。

但是Chip4,我个人觉得,它还是充满了很大的不确定性。

首先,在美国国内,很多美国的企业跟中国都有很深入的合作。 比如说Intel公司,它已经在中国扎根快40年了,跟中国的合作关系也很好,像类似这样的公司,你不让人家赚钱了,它一定会有巨大的反d,所以这个政策在美国国内实行起来也是有巨大的阻力。

其次,像韩国、日本和中国台湾,那更没有百分之百听命于美国的义务。 比如说像韩国的三星公司,它在西安建了一个很大的存储器工厂,那是三星公司在海外建的唯一一个闪存的工厂,据说占三星存储器产值的一半以上,所以你说让三星因为听美国的命令,这个业务就不要了,我觉得不会这样。

杨澜: 真正实施起来,对于他们来说也是有相当难度的。

刘亚东: 事实上和其他部分相比,美国在半导体制造方面也是它的短板。因为就半导体芯片的制造而言,美国在全球市场的份额也只占了12%,所以现在拜登政府也采取各种手段来试图提升美国在半导体制造这一块的短板。

杨澜: 我记得您曾经说过“芯片制造之难,难过原子d”,这怎么解释,跟老百姓用通俗的语言来说明一下?

刘亚东: 好的,从技术上来讲,原子d它当然有难度,但实际上更多地是一个经济难题。提取一公斤的武器级的浓缩铀,大概需要200吨的铀矿,造一颗普通的原子d,大概需要15公斤的浓缩铀,就需要3000吨的天然铀矿。那你有没有这么多铀矿另说,即使有,把它提纯出来也需要耗费大量的人力物力财力。

杨澜: 那这听上去已经足够难了,为什么说芯片更难呢?

刘亚东: 芯片跟造原子d完全不一样。 芯片不是一种产品或者一种产业,而是一个产业链。 这个小小的芯片,可能小得就像手指甲盖那么大,但它是全体人类迄今为止工业文明的一个集大成者,涉及到很多行业,比如机械、电子、冶金、化工、材料等。

就拿半导体芯片制造环节所用到的一台设备——光刻机来说,做光刻机做得最好的是荷兰ASML,它做的极紫外光的光刻机,全球只此一家。虽然极紫外光刻机是在荷兰制造,但是有两千多家厂商给它提供零部件,这两千多家厂商是来自世界各个发达国家的顶尖企业,我们管它们叫“隐形冠军”,或者叫行业翘楚。

所以你就看出来,任何一个国家都不可能建立一个完全本地化的产业链,它一定是国际合作的产物。

杨澜: 所以其实您也提到,不要用举国体制的办法来实现芯片的发展。

刘亚东: 举国体制是我们中国 社会 主义集中力量办大事的一种制度呈现,它是我们的一个优势,不是说不能用举国体制,而是说以往的这种举国体制,不适合用于发展半导体芯片。

杨澜: 为什么呢?

刘亚东: 举国体制可以做的事情是在路径比较清晰的情况下,比如运动员夺金牌,有一些运动,我们国家明明不普及,但是在举国体制下可以迅速提高成绩,甚至夺金牌。 夺金牌可以,造原子d也可以,为什么呢?原子d不是商品,它不存在产业化的问题,也不存在成本的问题。

但是芯片不一样,芯片是商品,比如人家做芯片10美元做出来了,你做出来不要说100美元,就是20美元,做出来也没用,因为市场不接受,等于做出来是个垃圾,没有用,所以我说以往的举国体制不能用于发展芯片。

举国体制要不断地随着形势的发展与时俱进,我们要建立新型举国体制。新型举国体制的特点,必须在 社会 主义市场经济的条件下发挥作用,让市场在资源配置中发挥决定性的作用,以及更好地发挥政府的作用。

杨澜: 它不是靠一时地动员所有的资源,不计成本地投入就能够解决的一个问题,其实是要打造一种机制。

刘亚东: 没错。

杨澜: 谈到 科技 我们常常是把它混为一谈,比如我们会说高 科技 、 科技 创新,但是从研究科学史的角度来看,科学和技术并不能够被混为一谈,能不能在这方面您为大家做一下梳理呢?

刘亚东: 对,因为科学和技术,本来就是两个完全不同的概念,当然它们之间有联系,科学帮助我们认识和发现自然,技术帮助我们征服和改造自然。

咱们汉语里边合二为一地简称 科技 ,就是给人造成了很多误解。比如我们讲 科技 创新,其实这个说法是不对的,为什么?因为技术可以创新,科学不能创新。

因为科学它的研究对象是自然的奥秘、宇宙的本质,它的那些真理、规律是客观存在的,所以这个东西一定要把它分开, 科技 创新是不对的,可以说技术创新,科学只能是发现。

杨澜: 是,有时候语言自身会给我们带来一些混淆。

刘亚东 :不是说在咬文嚼字,如果大家在说这些事情的时候,心里都很清楚,只是一种表达,那倒无所谓了。

但问题是你在提有这些错误说法的时候,实际上反映出你对科学和技术各自不同的发展规律并不了解。

杨澜: 在2022年度全球百强创新机构名单当中,我们发现有35家来自日本,18家来自美国,中国大陆只有5家企业入选,这告诉我们还存在着一些什么样的差距和发展的空间?在开放合作和自主创新之间,您觉得是一种什么样的和而不同的关系呢?

刘亚东: 实际上还是反映出我们国家的创新能力比较薄弱。 我们说科学无国界,技术从来都是有国界的。 虽然我们现在国际环境已经变得比以前更加险恶,中美关系现在还没有看到回暖的迹象。

但全球化最终还是要深入发展的,所以任何一个国家,不可能在每项技术上都做到世界第一,任何国家都不可能做到完全依靠自己的力量,解决所有的创新难题。

所以我想正确的做法是,我们应该正确地做一个梳理,哪些产品、哪些技术我们合作开发,哪些东西可以引进消化吸收再创新,哪些我们今天引进、明天实现国产替代,还有哪些要自己开展攻关,最终取得突破。

实际上最重要的是要形成一种有效的制衡和交换能力,而不是在技术上对其他国家形成一个单方面的依赖, 所以我说中国自主创新之路是一条既要强调自主,又要强调合作的知易行难之路。

杨澜: 在2018年的时候,《 科技 日报》就推出了一个专栏——“亟待攻克的核心技术”,这也是国内媒体首次非常细致来梳理了一些亟需攻克的技术难题。当时为什么会做这样的一个选题和专栏的设计,能不能说说您的想法?

刘亚东: 改革开放40多年来,特别是最近这些年来,我们国家经济发展还是非常快的,GDP总量增长也特别快。到2021年,我们国家GDP总量是114万亿人民币,合17.7万亿美元,美国的GDP达到了23.04万亿美元,这样的话可以看出中国的GDP已经接近美国的3/4了,这种情况下,我们举国上下都洋溢着一种自豪感。

但是不可避免地一些人也并发了自大症,2018年的时候,针对一些 社会 舆论和非理性的思潮,我们开辟了这个栏目,叫“亟待攻克的核心技术”。既要充分地肯定我们的成绩,同时也要清醒地认识到我们的差距和不足。

国家实力之间的竞争,往往体现在一种技术话语权和产业链的掌控能力上, 这些才是重要的。

杨澜: 不要盲目自大。

刘亚东: 对,只有认识到差距,你才有可能弥补差距。

杨澜: 你去年有一篇文章在很多企业,包括华为内部都是广为流传,任正非先生也特别推荐,就是您提出这样一个问题,“除了核心技术我们还缺什么”?还缺什么呢?

刘亚东: 2018年6月份的时候,我有一个演讲在网上流传得很广。在那次演讲里边我提出了3点,实际上我想缺的东西还远远不止这3点,当时我谈了这3点: 缺乏科学的武装,缺乏工匠精神,缺乏持之以恒的情怀。

去年9月份,我看到 社会 上的一些现象以及一些企业的做法,觉得还有必要再进一步讨论这个问题,所以我写了一篇文章,说我提出“卡脖子”问题已经3年了,但是许多人还不明白,除了那些核心技术我们还缺什么。

过去在外部环境好的时候,我们往往忽视了发展自己的核心技术。那么在外部环境不好,比如中美关系走下坡,这个时候又出现另一种倾向,就是我们有各种各样的优势,所以我们不靠他们,什么都能自己做,什么都能自己来。

比如说造芯片,2020年,全国有13000多家企业蜂拥而至搞芯片, 芯片不是这么搞的,它是一个漫长的、寂寞的长跑,赚不了快钱。 很多中国企业的那种心态,不适合搞芯片。包括地方政府批了很多,给了很多政策,给了土地给了钱,结果很快出现了破产潮,一地鸡毛,没有人为它承担责任。所以我觉得很着急,想在这种情况下,我说还要进一步阐述这个问题。

杨澜: 您刚才还提到了工匠精神,这让我想到我们有很多所谓传统的生产领域,比如说酿酒这样的传统工艺,现在也非常讲高技术的使用。

刘亚东: 对,大家一提高技术这些东西呢,往往都想到了高楼大厦、机器设备,实际上农业方面的科学含量、技术含量是极高的。比如说种子,我们现在用的很多种子,都是国外来的,而且国外种子是用粒来衡量的,很贵。虽然国外的种子那么贵,农民还是愿意买国外的,为什么?它产量高,这就是市场的选择。

杨澜: 性价比的问题,市场的配置。

刘亚东: 对,如果说这些东西还觉得离自己生活比较远的话,那我再举一个例子,看病。大家都去过三甲医院,现在中国所有的三甲医院用到的医疗和检测设备,95%都是进口的,这很容易了解,也离你的生活很近。

我说这些东西呢不是要唱衰我们国家,也不是要给大家泄气,就是我们既要看清成绩,也一定要知道自己的差距和不足,不能盲目乐观。

杨澜: 但是与此同时我们的确也要看到这个硬币的另外一面,就是这些年我们有长足的进步和发展。

刘亚东: 对,当然。

杨澜: 哪些领域的突破让您感到特别兴奋呢?

另外一个是我们的 高铁技术 ,虽然我们的技术是向西门子、日本等学来的,但是我们后起之秀,可以说高铁技术我们现在做得也是很好的。

另外比如 超级计算 ,我们超算曾经连续10年蝉联世界冠军,“神威·太湖之光”超算这个机器我也去看过,做得是相当好,而且有两次获得了超算应用领域的最高奖——戈登贝尔奖,这些都是我们国家取得的很好的成就。

杨澜: 2018年在世界 科技 创新论坛上,您也说,1919年的时候,人们说中国缺少科学精神。但是到了2019年的时候,我们依然还是缺乏科学精神,怎么来理解这样的一个观察。

另外您觉得科学精神和科学技术之间,这种 健康 融合的关系是怎样的?

刘亚东: 我觉得是这样,就是科学,包括科学精神它是一个舶来品,不是我们的土特产。1916年中国科学社社长任鸿隽写过一篇文章,叫《科学精神论》,这是中文文献里第一次提到科学精神。

到1922年,在中国科学社第七次年会上,梁启超先生做了一个演讲,他在这次演讲里面说, “有系统之真知识,叫做科学,可以教人求得有系统之真知识的方法,叫做科学精神”。

实际上科学精神是一种人的精神状态和思维方式,是人类在长期的科学实践活动中,形成的一种共同信念、价值标准和行为规范的总称。一方面它能约束科学家,使科学家在他的研究领域取得成功;另外一方面它又能渗透到公众的意识深层。

虽然对科学精神的定义,个人有个人的理解,但是有一些东西还是大家公认的。比如说科学精神它所包含的内容,我们可以说求真务实、批判质疑、不懈 探索 、勇于创新、兼容并蓄、宽容失败等,这些可能都是科学精神的组成部分。

但是我认为,科学精神最重要的东西还是批判质疑。我说 批判质疑,是科学精神的精髓和核心, 弘扬科学精神,对中国来说,还是非常重要的一个事情。

杨澜: 而且它不仅仅是一些科学家需要具备的一种思维方式,或者是一种精神状态,应该是全民全 社会 都有这样的一种思维方式。

杨澜: 在我看来,科学精神发源于人的好奇,我们不断地去认识自然界、认识 社会 ,也认识我们自身,正是好奇心驱动了人类,不断地去发现真理,去追寻真理。在我看来,科学精神中最重要的是独立思考和实事求是的精神。同时它呼唤我们 社会 形成这样的一种氛围,就是鼓励不同观点的表达,同时也包容失败和挫折。

作为一个媒体人,你也反复强调,“不唯上,不唯书”,从不“哩根儿愣”,也就是说要有明确的自己的主张。那么您一直崇尚的科学精神,在作为媒体人的职业生涯当中,曾经对您产生了怎样的影响?

刘亚东: 科学精神的重要组成部分,或者重要内容之一就是实事求是,“不唯上、不唯书、只唯实”,这是陈云讲的。

实事求是它是我们党一贯坚持的思想路线,无论在过去武装斗争时期,还是后来和平建设年代, 无数的事实证明,只要我们坚持了实事求是的思想路线,我们的事业就会取得成功,什么时候背离了实事求是的思想路线,我们就会遭遇挫折。

杨澜: 2015年屠呦呦获得了诺贝尔生理学和医学奖,当时网上也有一种声音,说她是“三无”身份,没有博士学位、没有留洋背景、没有院士头衔,进而质疑科学界的一些,像荣誉、职位、学位和称号等一些评定的价值。

那个时候您有一篇评论——《别拿屠呦呦说事儿》,对这样的一种现象提出了自己的分析和态度,这篇评论获得了第26届中国新闻奖的三等奖。但听说评奖过程并不是非常顺利,能不能给我们讲讲当时遇到的情况。

刘亚东:当公众都在哭泣的时候,不要让他们太悲伤,当公众在大笑的时候,不要让他们忘乎所以,我想这是有责任、有担当的一个媒体人应该做的事情。

屠呦呦获得诺贝尔奖以后,当天晚上,网上出现了一面倒的声音,就是以屠呦呦所谓“三无”身份来彻底否定中国现行的科研评价和奖励体系,提出了很多的质疑,所以当时作为《 科技 日报》的总编辑,我觉得我也有必要发声,就写了这样一篇文章。

但是可能这个奖报送了以后,有一些评委可能也认同网上的那些观点,说文章里边指出了两个地方有问题,所以第一轮就给否了,但是可以提出申诉。本来我知道,中国新闻奖一旦被否了以后,你再申诉翻盘的机会,几乎等于零。但是我又觉得特别不甘心,我觉得我的那些想法、那些做法是对的。

杨澜: 你在这个时候提供另一个视角的看法是有必要的。

刘亚东: 对。对评委提出的质疑,我认为它站不住脚,尽管我认为翻盘的可能性很小,但是我也要死马当作活马医,还是要把自己的一些感受给写出来。

杨澜: 是这个奖对于您特别重要吗?

刘亚东: 一点都不重要,因为我个人已经获得过10次中国新闻奖,多一个少一个,对我来说并没有什么影响。

杨澜: 那为什么一定要去申诉?

刘亚东: 就是我认为我自己说得对,你说得不对,而且明显你站不住脚,所以我就要把这个道理跟你说清楚,就是这么一个冲动。

结果还真是翻盘了,翻盘了以后,还有读者说,这个奖不应该得三等奖,应该获更高的奖,我就讲此三等奖非彼三等奖,我说翻盘已经很不容易了。

另外后来听有的评委跟我讲,说你的申诉书写得比那篇评论本身还要好。

所以由此我也想到怎么样写出好文章,我想其实就是两个字,想写,你在想写的时候就很容易写出好文章,你在不想写的时候,有时候就很难写出好文章。

杨澜: 有所表达。其实这件事情对您有这样的一个重要性,可能也就是在于一个媒体人相对客观和冷静的这种立场,和另一种声音的展现,对于公众的整体的思考都是有帮助的。

刘亚东: 对,就是不能走极端,你不能说以前我们这种科研体制、评价体制无懈可击,这样的观点也是不对的。但是屠呦呦她作为一个比较边缘的科学家,得了奖以后,你说我们现有的体制一无是处,给全盘否定了,我觉得也不客观。

排版 | 余心丰 审校 | 一 一 轮值主编 | 徐悦邦

如今的美国仍是半导体行业发展的优势者,在半导体产业发展之初,美国是如何发展并获得如今的地位?ICViews编译了美国半导体发展的简史,期望从美国半导体的发展历程中找到一些答案。

早期的美国产业政策为各种参与者提供了角色:小公司在技术前沿进行试验,而大公司追求流程改进,来扩大这些创新的规模。美国政府的需求确保了实验在财政上是可行的,而技术转让规定确保了大公司和小公司共享进步。重要的是,定期采购为企业提供了继续迭代所需的流动性,而无需依赖大规模的一次性产品。这种工业政策鼓励创新,确保小公司能够获得国内大规模生产创新设计的机会,同时允许大公司获得大规模生产这些创新设计的好处。

随着行业的成熟和竞争环境的变化,美国政策框架也发生了变化。

自20世纪70年代以来,产业政策逐渐被轻资本的“科学政策”战略所取代,而庞大的龙头企业和轻资产创新者已经取代了一个由大小生产型企业组成的强大生态系统。虽然这一战略最初取得了成功,但它已经造成了一个脆弱的体系。如今,半导体行业一方面受到脆弱的供应链的约束,这些供应链仅为少数拥有庞大资金链的公司量身定制,另一方面又受到许多轻资产设计公司的约束。

尽管美国半导体行业在上世纪90年代重获主导地位,但由于这种政策方针,导致如今美国半导体行业的技术和商业优势比以前更加脆弱。随着台积电的崛起超过英特尔,美国已经失去了前沿技术,美国企业面临着关键的供应瓶颈。疫情暴露出的供应链问题表明:半导体作为一种通用技术,在几乎所有主要供应链中都发挥着作用,且半导体生产是一个至关重要的经济和国家安全问题。虽然政策可以发挥明显作用,但对于技术进步的过程又有其限制性,支持新思想的发展,而不是将新技术转向资本。制程技术的创新是一种实践的过程,需要不断建立与营运新的生产线。但在美国的低资本环境中,半导体产业很难达到边做边学。

半导体供应链的每个部分都有技术创新,并受益于多样化的参与者和动态的劳动力市场。劳动力不仅是技术前沿的成本中心,而且是创新过程的关键投入。在解决目前的短缺问题时,政策制定者应该认识到半导体产业政策的教训,创建一种强劲竞争生态系统来激励创新。

在半导体行业成立之初,美国政府利用产业政策和科学政策帮助培育了半导体企业的多样化生态。财政支出为这个高度投机的行业提供了必要的流动性。为了保持创新和充满活力的竞争生态系统,战略也需要持续的干预。

美国美国国防部(DoD)使用采购协议和准监管措施来确保公司的生态系统和技术进步的广泛传播。美国政府合同为早期的公司创造了一个现成的市场,美国国防部渴望扮演第一客户的角色。由于确信会有大规模半导体生产的需求,对于许多早期的小公司来说产能投资在财务方面是可行的。

作为许多公司的核心客户,美国国防部对行业的最新技术发展有着清晰的看法,并利用这种看法直接促进公司和研究人员之间的对话和知识共享。与此同时,“第二来源”合同要求美国国防部购买的任何芯片都必须由至少两家公司生产,将采购与技术转让联系起来。美国国防部甚至要求贝尔实验室和其他大型研发部门公布技术细节,并广泛授权他们的技术,确保所有可能与美国国防部签约的公司都能获得创新的基石。

这一体系加快了行业的创新步伐,并迅速蔓延。政府采购协议确保了投资者的支出意愿,而且也增加了用于重复生产的资本货物的支出,从而帮助流程得到显著改进。与此同时,工人在整个系统中自由流动,可以在一家公司获得的知识应用于改善其他公司的生产流程。

在这种竞争环境下,结合那个时代的反垄断做法,鼓励大公司发展大型研究实验室,鼓励小公司进行疯狂的实验。成功的实验帮助创建了新的大公司,或者被已经存在的大公司扩大规模。来自美国国防部的行业指导帮助推动技术向新的方向发展,同时保持行业产能的一致性和针对性。至关重要的是,这一战略在隐性上优先考虑的是整个板块新技术的发展,而不是让任何一家公司的收入最大化或成本最小化。如果公司需要投资并持有资本货物的话,也有融资的渠道。政府保护这个行业不受所谓的“市场约束”的影响,以便产业把重点放在创新和生产上,而不是狭义的经济成功上。

然而,到20世纪60年代末,行业发展迅速,导致政府采购以及政府通过第二源合同等实施准监管的能力已经变得相对不重要了。20世纪40年代末,半导体行业的存在是以军事采购为基础的,但到60年代末,军事采购在市场中所占的比例不到四分之一。

20世纪70年代:蓬勃发展的商业市场

这一时期,尽管美国政府采购和指导相对不重要,但由于商业应用的繁荣和缺乏严肃的国际竞争,美国国内半导体公司迎来了黄金时代。

虽然产业政策促进了早期的创新和产能建设,但在20世纪70年代,政策的相对缺失却几乎没有被注意到。可以肯定的是,政府采购在20世纪70年代仍然发挥了一定的作用,但随着私营企业开始将电子产品纳入其供应链,它们成为了更重要的采购商。开始大规模生产计算机也与半导体的发展有着共生关系,因为芯片的需求推动了封装和集成的进步。

事实上,美国国防部的优先级和商业客户的优先级出现了分歧。美国国防部为特定的军事问题寻找合适的解决方案,尤其是基于非硅的或宇宙级的半导体的开发,这些涉及的商业应用很小。政府和半导体公司都认识到,这个行业不再需要直接指导。所以,双方的需求开始出现分歧。

在20世纪70年代,蓬勃发展的非国防市场意味着成功的小公司和大公司在没有政府支持或协调的情况下也能共存。技术的改进转化为工艺的改进,后者反过来又推动了前者的进一步改进。MOS IC、微处理器、DRAM等新发明将行业推向了新的高度,并递归式地提出了进一步的创新路径。

在普遍繁荣和创新的环境下,半导体展现出作为通用技术的重要性,在整个经济中都得到了广泛应用。尽管美国的大型研究实验室以及制造部门持有了大量资产,但在国际上缺少竞争以及市场的蓬勃发展确保了无论是在创新还是利润方面,大多数投资最终都是可行的。

20世纪80年代:国际竞争激烈

然而,这种竞争环境所带来乐观情况在上世纪80年代被打断,当时,在日本国际贸易产业省的产业政策指导下,美国将市场和技术主导地位拱手让给了日本企业。

美国政府最初不得不创建半导体市场,而日本能够围绕一个快速增长且已经存在的市场制定产业政策。因此,日本能够采取比美国严厉得多的建设基础设施的政策,协调计算机和半导体领域的合资企业,因为日本知道自己的产品有现成的商业市场。虽然政府支持和协调投资的战略与美国在五六十年代使用的战略相同,但用于实施该战略的战术是为适应上世纪80年代的竞争环境而量身定做的。

来自日本的竞争对美国公司产生了巨大的影响。在随后的市场动荡中,许多人永久退出了DRAM市场。行业还成立了倡导小组来进行生产协调,并游说政府对关税和实施贸易政策进行干预。半导体工业协会游说要对日本的“倾销”采取保护措施,同时成立了半导体研究公司,组织和资助与商业市场相关但与美国国防部无关的半导体开发方面的学术研究。半导体制造联盟由行业成员与美国国防部共同资助,一开始的目的主要是用较早期的产业政策推动企业之间的横向合作。但是,为了成本的最小化,联盟很快就把重点转向供应商与制造商之间的垂直整合上面。

落后的半导体已经成为商品,可互换,并根据单位成本进行判断。由于技术和经济因素的共同作用,传统的垂直整合公司在20世纪80年代开始解体。鉴于当时美国的经济形势,在竞争激烈得多的全球市场上,人们几乎没有兴趣投资于低附加值活动的产能。

相反,大公司吸纳了小公司仍然拥有的生产力,创建了大企业集团。MOS晶体管作为行业主导设计的出现,公司开始采用类似的设计原则,使专攻制造的“代工厂”变得经济。随后的垂直解体导致了大型、垂直整合的企业集团的出现,与专注于设计的小型“无晶圆厂”公司共存,这些公司进行设计,但不生产芯片。理论上,这些“无晶圆厂”公司在追求创新设计策略的同时最小化成本,且保留了灵活性。20世纪90年代,随着美国公司开创新的产品类别,日本公司面临来自韩国的竞争,美国行业对这一战略的接纳导致了市场份额的复苏。

在政策方面,美国从未回归到国内产业政策。相反,国外产业政策计划的成功是国内整合、垄断、贸易保护主义以及科学研究资金合力来实现的。

20世纪90年代:科学政策,而非产业政策

20世纪80年代本行业面临着技术和竞争环境的变化,90年代则见证了美国新的“科学政策”走向高潮。20世纪90年代,无论是美国过去采取的那种政策,还是更多受到日本通产省影响的做法,美国都没有重返产业政策,而是将“科学政策”的引入视为政府在半导体制造领域采取行动的新范式。科学政策的重点是促进与公司个体的公私合作,让行业研发与学术研发更紧密地结合,保证研究力量的广泛性,形成可支持轻资产运营的创新型公司的行业结构。

政策目标从创建一个具有强大供应链的强大竞争生态系统转变为创建公私机构,以协调研究人员、无晶圆厂设计公司、设备供应商和大型“冠军企业”之间的复杂切换。这样一来,没有企业需要在研发上投入过量的资金,从而保持全球成本竞争力,而政府也可以避免大规模投资支出。下面的图表来自于半导体行业协会制作的1994年美国国家半导体技术路线图,展示了科学政策背后的策略:

“科学政策”的中心主题是非冗余的效率,这与早期的产业政策侧重于冗余和重复,形成对比。早期产业政策大大加快创新步伐,并确保了单个公司的失败不会影响供应链的稳健,但这确实意味着大量的重复投资。尽管这种方法有助于推动流程改进的采用,静态股东价值最大化表明,这种重复在经济上太浪费了。

过去几十年的产业政策促进了大规模就业,这是创新的核心驱动力。而20世纪90年代的“科学政策”为了最低效率而避免了这种做法。员工频繁更换公司,边做边学是创新的核心途径。事实上,《经济地理》中的“非交易的相互依赖”文献在一定程度上解释了半导体行业工人群体的融合对该行业的快节奏创新是多么重要。虽然在一个地方保持大量的工人是许多进步的关键,但在这个新的竞争环境中,这被视为一种浪费。劳动力在单位成本中占有相当大的比例,企业相信,如果他们能有策略地缩小规模,全球竞争力就会恢复。

在半导体行业的早期,相对价格不敏感的政府合同占总销售额的很大一部分,这种低效率被看作是创新的成本。随着外国竞争对手的加入,成本敏感的商业市场成为半导体的主要买家,这种能力的复制似乎像是一个纯粹的成本中心,对很多公司却没有什么好处。对盈利能力的担忧意味着要确保重复的工作要尽可能少,以便在对价格敏感、竞争激烈的环境下控制成本。这造成了一个集体行动的问题,即削减开支符合每个企业的利益,但这样做进一步恶化了美国企业的创新能力。

在20世纪90年代,美国政府没有回到产业政策,而是选择了成本低得多的科学政策项目。理想情况下,“科学政策”将允许政府协调企业相互矛盾的节约愿望,而不会在技术上进一步落后。然而,为了符合时代精神,美国政府也在努力节约,不会为产业政策在新的竞争环境中取得成功提供所需的大规模财政支持。

相反,政府将花费更少的钱,并尝试开创一种劳动分工,允许所有参与者在不牺牲技术前沿的前提下削减成本,以追求利润。为此,它一方面资助学术研究实验室的研发,另一方面资助产业集团将研究转化为商业能力。在某种程度上,这进一步降低了单个公司的研发投资,因为进步只创造了最小的竞争优势。这种结构没有建立具有重叠供应链的生态系统,而是形成了一种分工,每家企业与机构都负责一个明显可分割的单独部分。同时,宽松的贸易政策与密切的贸易网络,让企业能更经济地进入无工厂模式,发展轻资产战略。目的是通过解决一个集体行动问题,减少整个系统的冗余,从而为公共和私营部门以最经济的方式重新夺回技术前沿。

在短期内,这个策略奏效了!到上世纪90年代末,美国半导体和其他技术领域的投资普遍繁荣,美国成功地恢复了技术优势。这个行业得以在保持国际竞争力的同时,又不需要国内产业政策大规模财政支持的情况下进行创新。大多数公司个体把研发重点集中在生产过程开发的下一两个节点上,而更长期的研究则是由政府资助的学术研究人员来组织。产业团体介入,将这种学术研究转化为商业行为,并在很大程度上消除了研发和生产的重复劳动成本。大型集中的研究实验室被掏空,供应链变得更狭隘,仅针对少数核心公司的研究需求。

21世纪:互联网泡沫破灭和收益递减

然而,这种策略的短期成功是以巨大的长期成本为代价的。劳动力和资本的冗余有助于确保公司能够快速改进内部化流程,同时也培训下一代工程师和技术人员。虽然从单一时期股东收益静态最大化的角度来看,这种重复可能是多余的,但它对确保长期创新轨迹至关重要。“消除冗余”和“增加脆弱性”是同一枚硬币的两面。

从长期来看,劳动力和资本投资不足会在某些方面显现出来,无论是在资产负债表上,还是在创新能力上,或者两者兼而有之。就目前情况而言,美国有可能失去其在尖端设计方面的优势,而且在尖端制造领域的霸主地位已在很大程度上被台积电夺走。将投资过程中的一部分分配给每家公司可能会使每家公司的资产负债表看起来更加稳健,但由于持续的投资不足,整个行业已经变得更加脆弱。数十年的劳动力成本最小化使得熟练技术人员和工程师的数量减少,而数十年的产能投资不足也阻碍了国内企业应对目前劳动力短缺的能力。

该行业目前的问题是科学政策战略的长期自然结果,该战略在上世纪90年代末和21世纪初似乎非常成功。整合和垂直整合的驱动力集中在学术实验室的长期研究、庞大的“冠军企业”和轻资产的“无晶圆厂”创新者,创造了一个摇摇欲坠的竞争生态系统。

由于这些冠军企业在竞争格局中占据的比例非常大,它们的研发优先级和中间投入需求为整个行业设定了条件。像英特尔这样的大买家可以或明或暗地利用他们的相对垄断权力,围绕他们的需求来构建供应链。当更广泛的经济需求发生转变时,例如疫情爆发以来,这些脆弱的供应链很容易出现问题。这种脆弱性是供应链优化的结果,但这种优化针对的是短期盈利能力以及消除冗余,而不是针对整个经济的需求。

无论是有意还是无意,这些大型也会围绕自身的财务需求和计划来制定技术发展道路。因此,学术实验室的研发与税收优化和私营企业单位成本最小化相结合的政策组合,创造了重大的技术路径依赖。与此同时,从技术意义上讲,这些企业“太大而不能倒”:如果它们错过了流程改进,同样规模的国内竞争对手的缺席意味着整个行业都错过了这一进步。在这个意义上,技术政策作为一个整体被委托给了私营行为者。

从研发到生产的过程,也出现不一致的反馈。科学政策的关键是将知识产权的创新与生产过程的创新分开;也就是说,科学政策优先考虑研究、设计与创意,而不是实施、生产与投资。因此,专注于设计的无工厂公司兴起,并将制造外包给海外的代工厂。

然而,把研发放在首位反而会降低创新的速度。单是补贴研发跟激励离岸外包没有什么区别:政策奖励的是知识产权的发展,而不是有形资产的所有权。问题在于,过程改进来自于新物理资产所包含的新技术的实施。“边做边学”是技术创新的关键部分。优秀的工程师希望对供应链每一个环节的生产过程的每一个步骤都进行创新。前沿设计的离岸和外包生产给流程周围引入了一个黑箱,导致收益无法实现最大化的类似问题无法得到纠正。只把焦点放在研发上,会把这些过程改进的发展离岸化,导致国内的生产商吃不饱,同时还阻碍了劳动力开发新技能。

学术研究偏离了商业化的道路,无法驱动产业的创新。考虑到学术研究往往围绕着与当前生产相关性低的问题展开,因此有时无法为现有技术的替代应用或替代过程驱动的创新路径提供见解。由于科学政策让这个群体负责整个行业的长期创新战略,这一盲点不能被忽视。事实上,摩尔定律的失败,以及在许多应用中为异质芯片设计独特的转变,这些都很好地说明了创新在任何时候往往都暗示着技术发展存在。

数十年来在工业产能和就业方面的投资失败,造成了美国企业高度依赖外部制造工厂的局面。台积电目前投资于一家中国台湾本土制造工厂的计划,表明该公司试图通过收购来解决这个问题,而不减少我们对单一供应商提供领先设计的依赖。相反,我们应该回顾半导体生产初期的产业政策 历史 ,重新夺回技术前沿,在供应链的每一个节点上推动创新。

如今,美国面临着半导体短缺和创新能力减弱的问题,政策制定者正考虑采取严肃的干预措施。虽然现在解决目前的短缺可能已经太晚了,但可以防止下一次短缺。美国两党对基础设施支出的广泛支持、疫情后重建得更好的必要性,以及对半导体采购的国家安全担忧,都应该鼓励政策制定者认为,现在正是进行雄心勃勃的改革的时候。如上所述,半导体产业政策的 历史 为如何最好地创造高就业、技术创新和强大的国内供应链提供了许多经验教训。

历史 表明,科学政策是产业政策的必要补充,但本身是不够的。协调研发是任何解决方案的必要组成部分,但并非全部解决方案。为了获得工艺改进,并确保劳动力具备在技术前沿 *** 作的足够技能,该行业需要看到持续的产能扩张。然而,正如我们之前所显示的,在低需求环境下,私营企业明显不愿进行不确定的投资。产业政策,通过结合政府采购和融资担保、直接融资等方式,是为该行业提供充足流动性的唯一途径,以确保产能扩张足够快,该行业保持在技术前沿。同时,政府有财政能力让国内企业生产落后的半导体产品,以保障国家安全和供应链的d性理由。从长远来看,以股东最大化为目标的产业外包政策尚未形成。

同样重要的是要认识到强劲的经济需求和因此而紧张的劳动力市场,特别是半导体生产的劳动力市场,对这些政策的成功至关重要。由政府主导的强有力的投资建设将为各种经验和技能水平的人创造良好的就业机会。这将创造高技能的劳动力,以及驱动有意义的过程改进的边做边学的充足机会。在高技能、高资本密集度的行业,劳动力几乎就像另一种形式的资本商品,为投资支付明显的红利。然而,在缺乏足够的就业机会的情况下,这些专业技能会随着工人转向其他行业而消失。这并不是说提高劳动力技能就足够了:如果立法创造了培训项目,却没有同时创造必要的就业机会和投资,那么很快就会弄巧成拙。

在半导体和其他关键行业的产业政策所需的资金投入规模上,一些人可能会犹豫不决。这是一个巨大的市场,有着巨大的价格标签,现代制造工厂的成本高达数十亿美元。然而,半导体是一种关键的通用技术,几乎进入每一个供应链。大规模的产业政策可以防止瓶颈时期拖累经济增长,同时为国家安全需求创建一个强大的国内供应链。相对于最初对半导体技术的投资,回归产业政策的成本要高得多,但回报会更高。作为4万亿美元基础设施或两党供应链法案的一部分,振兴落后和领先的行业,并恢复一个强大的竞争生态系统,是一项不容错过的好投资。

政策目标很简单:制定一个扩大的产业政策工具包,以鼓励创新、国内劳动力市场紧张以及维护关键的供应链基础设施。半导体作为一个产业,由于投资规模和所需的工作岗位,是制定这些政策工具的理想起点。重建一个强劲的创新环境,也将有助于美国持久地回到技术前沿,并创造就业和投资,在未来几年带来回报。半导体在现代工业经济中发挥着至关重要的作用,它们的技术路线太重要了,不能以短期盈利能力为指导。政府有机会也有责任利用产业政策在下一次短缺发生之前阻止它,同时确保美国保持其在技术前沿的地位。

我觉得肯定会迎来大变革。因为美国本来在芯片方面就具有一定的领导位置,当芯片法案正式生效之后,会促进美国本土的芯片生产制造行业的发展。

芯片是当前各个国家最需要的高科技产品,社会各行各业对芯片的需求量都是非常高的。尤其是我国作为人口大国,每年都需要向国外进口大量的芯片。但是由于我国科学技术水平受限,无法真正做到自给自足。

美国芯片法案正式生效,半导体产业将会迎来变化。

我国作为世界上第二大经济体,在科学和经济方面都有了非常大的发展。但是在某些方面,我们仍然与欧美国家存在一定的差距。其中最明显的产业莫过于芯片生产和制造,毕竟芯片的生产和制造需要很多高精度仪器。甚至觉得大部分的仪器准确度必须精确到纳米级别,在这一方面我们仍然存在着短板。而且此次美国芯片法案的正式生效,这也直接意味着半导体的产业将会迎来巨大变革。

日韩国家也受到一定影响。

美国芯片法案生效之后,会直接影响到半导体产业。而日韩国家一直以来都是以半导体生产为主的,美国芯片法案之所以要出台。最根本的目的是为了发展本国芯片的生产,这也意味着芯片的生产中心必须从日韩地区转移至美国本土。在这其中对于日韩国家的影响是最大的,当然我国也会受到不同程度的影响。

会阻碍我国芯片产业的发展。

美国芯片法案的生效,的确会阻碍我国芯片产业的发展。毕竟我国在这一方面缺少相关技术,而欧美国家又对我国进行了技术封锁。美国芯片法案当中明确表示,愿意对相关芯片生产制造方面的人才给予经济补贴。因此,美国在芯片生产方面能够吸引更多的人才。


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