本以為中美貿(mào)易戰(zhàn)趨緩，孰料美國突然亮出“王牌”。中興禁售風波，給中國科技行業(yè)特別是以芯片為代表的集成電路產(chǎn)業(yè)敲響了警鐘。
4月20日至21日，全國網(wǎng)絡安全和信息化工作會議在北京召開。中共中央總書記、國家主席習近平出席會議并發(fā)表重要講話。他指出，核心技術是國之重器。要下定決心、保持恒心、找準重心，加速推動信息領域核心技術突破。要抓產(chǎn)業(yè)體系建設，在技術、產(chǎn)業(yè)、政策上共同發(fā)力。
在工藝相差兩代的情況下，中國應如何加快國產(chǎn)芯片走向成熟的步伐？構建自主的生態(tài)體系對于中國而言有多重要？多年來屢屢大規(guī)模投入?yún)s不見成效，我國在產(chǎn)業(yè)政策上有哪些值得反思和可改進之處？面臨學生對芯片研發(fā)越來越無興趣，中國“創(chuàng)芯人才”短缺困境如何才能破解？《中國科學報》以整版篇幅，將業(yè)內專家對上述問題的思考與討論一一為讀者呈現(xiàn)。
■本報記者 趙廣立
4月16日，美國商務部宣布將禁止美國企業(yè)向中興通訊出售任何商品、技術和軟件，且這一禁令長達7年，將這家來自中國的電信設備制造商置于萬分兇險之地。
中興不僅多數(shù)通信元器件采購自美國，其在手機端高度依賴美國高通公司生產(chǎn)的手機芯片，在AI布局上則離不開美國英偉達公司生產(chǎn)的GPU芯片。此外，中興還面臨著不能使用谷歌大部分應用程序的潛在風險。
此次禁售事件正值中美貿(mào)易戰(zhàn)的當口，給中國科技行業(yè)特別是以芯片為代表的集成電路產(chǎn)業(yè)敲響了警鐘。因為，美國這一嚴厲手法在精準“狙擊”中興的同時，更是將槍口對準了整個中國集成電路產(chǎn)業(yè)——中國擁有全球最大的集成電路市場，但高端芯片等產(chǎn)品幾乎全部依賴進口。
據(jù)海關統(tǒng)計，2017年我國集成電路進口額高達2601.4億美元，同比增長14.60%，再創(chuàng)歷史新高。缺芯少魂的中國集成電路產(chǎn)業(yè)，在關鍵技術和核心部件上仍被牢牢捏住“七寸”。
而對于美國在這個時間節(jié)點上對華企業(yè)禁芯這一做法，不少業(yè)內人士還是稍感意外。“美國的‘王牌’就是把中國的集成電路企業(yè)全搞死，沒想到他們直接出‘大王’了。”中國科學院計算技術研究所研究員、龍芯處理器負責人胡偉武認為，自中美貿(mào)易戰(zhàn)“交手”以來，美、中先后開出對額度高達500億美元進口商品加征關稅的制裁清單。如果雙方到此為止，那么大家仍互相留有余地，“沒想到的是，美國直接祭出了王牌”。
或倒逼中國集成電路再出發(fā)
中興遭美全面禁售事件在計算機及集成電路行業(yè)內引發(fā)了尖銳的討論，這從業(yè)內學者討論的主題上可見一斑：4月18日晚，中國計算機學會青年計算機科技論壇（CCF YOCSEF）緊急召集舉辦的特別論壇，主題為“生存還是死亡，面對禁‘芯’，中國高技術產(chǎn)業(yè)怎么辦？”
面對禁芯，有人樂觀有人悲觀。樂觀者認為中國今非昔比，這是中國集成電路產(chǎn)業(yè)痛定思痛、重整旗鼓再出發(fā)的契機；悲觀者則看到中國集成電路產(chǎn)業(yè)底子薄、基礎弱、面臨嚴峻的人才短缺，并且各個因素之間形成的惡性循環(huán)短期難以改觀，形勢并不容樂觀。
“2015年4月9日美國商務部決定向中國四家單位禁售Intel芯片，接下來發(fā)生了什么事情？中國超算接連拿了好幾次世界第一。”說起3年前美國商務部向中國4家超級計算機研制單位禁售Intel芯片的“前車之鑒”，YOCSEF現(xiàn)任副主席、并行科技CEO陳健說，“美國禁運這件事從長期來看，對于倒逼中國發(fā)展自主芯片可能是件好事。”
無錫江南計算技術研究所高級工程師程華也持類似觀點。“我認為這次事件對我們來說是很好的助攻。首先在時機上美國并非在戰(zhàn)爭期間禁運我們；其次禁運的還不是最關鍵業(yè)務的芯片；其三，中國芯已熱身了很久，可以上場了。”她直言，在支持國產(chǎn)芯片這件事上，硬件、軟件、整機廠商乃至公眾從現(xiàn)在起都要主動行動起來，“不管是誰吹響的集結號，集結號已經(jīng)吹響了。”
北京交通大學計算機與信息技術學院副院長李浥東表示自己“不太持樂觀態(tài)度”，他主要擔憂的是人才儲備問題。
“從與美國高校的接觸來看，他們對計算機體系結構等方面的人才培養(yǎng)非常強，大多數(shù)美國好一點的高校一定會有計算機體系結構這個方向，且有相應的研究組在里面。反觀我們，國內有多少高校在這個方向上有很強的人才培養(yǎng)課程體系和團隊？有多少愿意做計算機體系結構的學生？”李浥東說，剛剛結束的研招，給他的印象是，現(xiàn)在的學生不管是否真的懂，張口就是人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算，而像計算機體系結構這類專業(yè)方向無人問津。
“沒有學生告訴我說，‘李老師我想做芯片、做體系結構’。甚至，現(xiàn)在的學生都沒有拿自己的電腦拆過機——他們連電腦構成都不了解，何談去設計、研發(fā)構成電腦的東西？沒有學生愿意做這些事情，未來10年，我們的芯片靠誰開發(fā)？”李浥東反問。
整體差距一直存在
現(xiàn)階段而言，國產(chǎn)芯片準備好了嗎？至少從目前來看，仍存在不小的差距。
中國在很多關鍵部件和核心技術上依然受制于人。“盡管目前國內已經(jīng)可以生產(chǎn)一些芯片，包括以龍芯和海光為代表的通用CPU，但去年我國的芯片進口總額仍超過2600億美元。”在CCF YOCSEF舉辦的特別論壇上，我國著名計算科學家、中國工程院院士李國杰坦承，國產(chǎn)芯片的制造水平與國外有兩代以上差距，而且近幾年差距并沒有縮小。“我國現(xiàn)在成熟的集成電路工藝是40nm，剛開始使用28nm工藝，而國外10nm 工藝已經(jīng)成熟，最新一代芯片已采用7nm工藝。”
“制程工藝差兩代并不可怕，最大的問題是，我們還沒有掌握縮小差距的主動權。”李國杰解釋說，集成電路是信息技術領域最基礎的產(chǎn)業(yè)，芯片上的實力差距不是某一兩項技術的差距，從芯片加工設備、仿真軟件（EDA工具）到配套的各種IP等都需要經(jīng)過長期累積才能有所進步。
美國完整的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈條正是源于其幾十年來的漫長積累。上世紀七八十年代，IBM、Intel等產(chǎn)業(yè)巨頭就開始用巨量的投資和大把的人才，筑就了今天完整的芯片生態(tài)。
“全產(chǎn)業(yè)鏈太難，世界上除了美國，沒有其他任何一國能夠有如此完備的產(chǎn)業(yè)鏈。很不幸的是，我們這次被針對了。”特別論壇上一位不愿透露姓名的業(yè)內人士告訴《中國科學報》記者。
“用進廢退”，國產(chǎn)芯片為什么沒人用？
對于國產(chǎn)芯片而言，眼下最大的困難還不是技不如人，而是做出產(chǎn)品后沒有地方用——就像進化規(guī)律一樣，芯片、操作系統(tǒng)等產(chǎn)品，都是“用進廢退”。
“人家（Intel、微軟等）走在前面，龍芯等國產(chǎn)芯片迭代的機會就比較少，這是客觀存在的障礙。”胡偉武說，芯片、操作系統(tǒng)這類產(chǎn)品，并不在于開始有多么出色，關鍵在于技術跟市場的迭代，也就是在不斷地實際應用中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。“細節(jié)是魔鬼，CPU和操作系統(tǒng)越到后來就越不是科學問題和技術問題了，而是工程問題。”
事實的確如此，Intel系列芯片、Windows等在成熟之前，也經(jīng)歷了漫長的迭代過程，微軟的操作系統(tǒng)就是靠根據(jù)用戶反饋不斷地打“補丁”完善的。
“核心技術和關鍵產(chǎn)品都是在應用中不斷試用迭代出來的，不用永遠是個未知數(shù)。”李國杰指出，目前我國芯片和軟件廠商最需要的支持不在于研發(fā)項目，而是給予試用和完善的機會。
北京某高校研究所一位要求匿名的學者告訴記者，主要是業(yè)界不會給迭代的機會。這是因為，一方面，市場上已經(jīng)存在性能優(yōu)越的芯片，甚至成本也更低；另一方面，應用廠商思維固化，沒有耐心去等待國產(chǎn)芯片迭代。
“這直接限制了中國芯片設計能力的提升。”該學者說，“我們本來可以設計出很好的芯片，但是由于市場的生態(tài)不給國產(chǎn)芯片迭代的機會，選擇性忽視國產(chǎn)，所以國內公司也就不能也不給工程師去完善的機會，這就是我們的問題所在。”
給國產(chǎn)芯片一根“繩子”
胡偉武告訴記者，龍芯已經(jīng)在黨政軍部門以及電信、能源等固定領域證明了自己，但還沒有太多機會在開放市場跟主流芯片掰掰手腕。
“這就好像要去另一個層次和人比試。別人是一步步爬樓梯上去的，現(xiàn)在要求國產(chǎn)芯一步就要從一層跳到二層，這不太現(xiàn)實。”胡偉武建議，政府部門應該在不違反WTO基本原則的基礎之上，加大各類自主芯片的推廣應用力度。“就算不給我們樓梯，至少給我們一根繩子。”
胡偉武以計算機為例，指出在開始階段、在特定的應用領域，不必追求元件的“最高性能、最高規(guī)格”，甚至在每一個局部都不如國外的情況下，也能做出比選購國外部件還好的效果。“我們可以不跟別人比工藝上的10nm、7nm，要比的是，能不能基于各類自主產(chǎn)品，包括各類芯片，做到100%的自主化。”
蘋果公司在這方面值得借鑒。蘋果CPU的性能不如Intel，操作系統(tǒng)的復雜度趕不上微軟，但蘋果設備的整體品質依然很高。“俄羅斯的武器裝備也如此——他們的芯片水平甚至還不如我們。這給我們怎樣的啟發(fā)？”胡偉武反問道：“我們要有獨立于Wintel、AA（分別指Windows + Intel組成的生態(tài)體系和Arm + Android組成的生態(tài)體系）的生態(tài)體系。”
“我認為是可以的，而且龍芯過去的一些實踐也證明了這種可行性。”胡偉武表示，現(xiàn)在還需要時間，“如果這次制裁再晚5年，結果可能完全不一樣了”。
不用，后果很嚴重
國家“人才”專家、浙江大學信息與電子工程學院教授儲濤在接受《中國科學報》記者專訪時，向記者講了這樣一個類似的案例：他在一次會上聽取有關專家做完某激光芯片的研發(fā)報告后，當場就有人質問：這個芯片為什么要自己研制？現(xiàn)在已經(jīng)可以全球采購。
“這暴露了思維上的固化，對芯片依賴進口缺乏警惕性。”儲濤對記者說，集成電路不管是軍用還是民用，只要涉獵范圍足夠廣，就應該提高到國家核心利益的高度。
“能想象未來糧食、棉花全部依賴進口的情形嗎？”儲濤向記者分析說，當我們還很弱的時候，外國出口高端芯片給我們的時候不以為意。但當我們強大起來的時候，他們就會警惕。這時候我們就再不能依靠進口過日子。“現(xiàn)在是中興，下一步如果真的針對華為、海康威視，把中國大大小小的民營企業(yè)都搞垮了怎么辦？所以從安全、科技發(fā)展的角度來說，中國的集成電路產(chǎn)業(yè)，不能光是跟隨，更要有前瞻性布局。”
“中國必須要有集成電路的產(chǎn)業(yè)鏈，中國13億人口不建立自己的產(chǎn)業(yè)鏈是不可以的。”中國計算機學會秘書長杜子德提出，一方面，芯片這類東西本來就是要靠市場，沒有市場不可能迭代優(yōu)化。從另外一個角度來說，中國現(xiàn)在芯片人才短缺，但如果沒有市場，“就算有10萬個芯片設計師，這些人肯定也改行了”。
程華也表示，國產(chǎn)芯片缺生態(tài)的后果就是，不光錢被別人賺走了，別人還會再用賺的錢把最好的人才挖走。因此她呼吁從國家層面上支持國產(chǎn)：“政府可以補貼家電下鄉(xiāng)，為什么不可以補貼國產(chǎn)筆記本？”
反思 投入產(chǎn)出為何不成正比
與中國驚人的發(fā)展速度相比，集成電路這一在外界看來“花了很大力氣、投入大量經(jīng)費”的產(chǎn)業(yè)并未兌現(xiàn)人們對它的發(fā)展預期。相反，近年來高端芯片和核心技術卡脖子的感覺反而越來越強烈了。
我國在微電子領域，至少有過4次大規(guī)模的投入：上世紀70年代的“大辦電子工業(yè)”，90年代的“908、909工程”，2006年啟動的“核高基”國家科技重大專項和2014年工業(yè)和信息化部設立的“國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金”（被稱為“國家大基金”）。其中，僅“國家大基金”一期基金的募資規(guī)模就達到1387億元，目前二期募資也已經(jīng)啟動，市場預計二期規(guī)模有望達到2000億元。
然而，一系列大手筆投入與產(chǎn)出并不成正比。“中國不僅至今沒能掌握核心芯片技術，就連普通一般性的芯片外購比例也越來越高。這是一個早就應該好好反思一下的奇特現(xiàn)象。”陜西光電子集成電路先導技術研究院光電集成首席科學家、北京大學教授周治平認為，這反映了核心芯片的研制過程并沒有得到足夠重視。
“從我這個工作在一線的資深研發(fā)人員來看，關鍵的問題在于：芯片研制人才/項目沒有受到重視；政策及方案制定者缺乏實踐經(jīng)驗和國際視野；沒有一個尊重創(chuàng)新、可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)學研用體系。”周治平表示，“本人近50年的從業(yè)經(jīng)歷可以支持這些觀點”。
他建議有關方面對政府過去的投入進行務實統(tǒng)計，特別是要把投入產(chǎn)出比作為關鍵指標之一。“看看那些獲得經(jīng)費較多的個人和單位，在核心技術的開發(fā)應用方面都做了些什么樣的實際貢獻，也了解下好鋼是不是真的用在刀刃上。”
獻計 中國尚有兩大“撒手锏”
在杜子德看來，拋開投入產(chǎn)出的問題不提，政府手中至少還有兩大“撒手锏”未用或沒用好：一個是對新興產(chǎn)業(yè)的稅費減免，一個是政府采購。
杜子德所提的第一個“撒手锏”與儲濤提出的“精準扶持”不謀而合。儲濤對《中國科學報》記者說，國家在制定政策時可以不必一味“做加法”，還要適當“做減法”。“比如國家給那些做集成電路設計的中小型企業(yè)一些稅費減免的實惠，給這個領域就業(yè)的學生減免個稅等。”他認為，精準扶持這些本該很有活力的中小企業(yè)，有利于吸引資金、人才到實體經(jīng)濟上來。
在中科院計算所研究員韓銀和看來，從中興事件看，短期內謀求半導體產(chǎn)業(yè)領域的“錯位發(fā)展”也有可取之處。
“毫無疑問我國對半導體產(chǎn)業(yè)的支持非常有力度，但現(xiàn)在的問題是，應該怎么支持更好？這個產(chǎn)業(yè)鏈條特別長，是不是整個半導體產(chǎn)業(yè)的每一個環(huán)節(jié)都要支持？如果這樣，沒有幾千億元的持續(xù)投入是看不到頭的，這勢必會帶來很大的財務負擔。”韓銀和提出，國家在財政支持上可以換一個思路：先不要一開始就強調比較難以打造的全產(chǎn)業(yè)鏈，而是優(yōu)先在一些核心的環(huán)節(jié)上重點突破、錯位發(fā)展。
“這樣再發(fā)生和美國類似的貿(mào)易戰(zhàn)或參與其他國際競爭的時候，我們就有籌碼跟他們對話或談判。”韓銀和說。
此外，儲濤還建議，在戰(zhàn)略投資上政府也不必大包大攬，應做好政策引導。“國家投資可以通過與民間資本配資的方式接入集成電路行業(yè)中，將風險和利益分散到民間，把全民的注意力從虛擬經(jīng)濟轉移到實體。”
然而，國產(chǎn)芯片現(xiàn)在主要依靠國家大基金或者地方政府基金來扶持，尚未有太多民間資本的參與。在接受《中國科學報》記者采訪時，李國杰也提到，吸引更多民間資本的參與，將會是集成電路產(chǎn)業(yè)未來很重要的一個方面，具體細節(jié)可能需要政策制定。
“政府不是萬能的，但是政府配置資源的能力還是很強的，弄不好就可能起反作用。”杜子德表示，“借中興事件這次機會，產(chǎn)業(yè)界、政府都要好好反思一下，我們制定的政策有哪些不足，還需要怎么樣去改進。教訓總結得好，也許壞事情就能變成好事情。”
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