美國絞殺華為背后的全球芯片戰

吳健

過去一年多，美國相繼對中興通訊、福建晉華、華為等中國公司采取“芯片斷供”的措施，其結果都是促使中國加快了技術追趕的步伐。

我們要能活下來

從技術制約華為乃至整個中國高科技產業，芯片似乎是最佳的“切口”。作為高速通信與人工智能技術的“心臟”，芯片長期是中國的軟肋，在國際知名調查公司IC Insights在2018年最新發布的芯片銷售排行榜上，前15位的分別是美國、韓國、臺灣地區、歐洲和日本企業。高端芯片基本依賴進口，中國在這個領域花的錢比進口石油還要多。

華為創始人任正非曾表示：“中國與美國的差距，估計未來二三十年，甚至五六十年還不能消除。但是，我們要將差距縮小到‘我們要能活下來。”

諾言很快化作行動。2018年IFA2018柏林國際電子消費品展覽會上，華為消費者業務CEO余承東發布面向智能手機的自主知識產權芯片——“麒麟980”，場上掌聲雷動，它使用全球最先進的7納米集成電路工藝，戲劇性地提升人工智能的機器學習和圖像處理能力，同時大幅節省電力消耗。

兩個月后，華為輪值CEO徐直軍在上海一間巨大的展示廳里告訴在場的2000名聽眾：“這是目前全世界性能最高的芯片。”屏幕上展示的是更高級的人工智能芯片——昇騰910，是目前全球已發布的單芯片計算密度最大的芯片，運算能力是美國英偉達公司同級別產品的兩倍。

更給力的是，2019年5月17日，芯片企業海思公司總裁何庭波發布一封激情澎湃的員工內部信，提到自研芯片“從備胎轉正”，成為華為最大的底氣。

要害是光刻機

現代社會高度信息化，再厲害的“國之重器”，大部分所支撐的卻是尺寸和重量都很小的芯片，沒有它，就談不上自動化，大部分設備就會失靈……芯片是半導體元器件的統稱，是指內含集成電路的硅片。

要想制造高端芯片，首先須有高端的加工設備。在這方面，世界上呈現出高度壟斷的情況，例如，光刻機是生產集成電路的關鍵設備，但全球高端光刻機幾乎被荷蘭ASML壟斷。全球14納米的光刻機，都是ASML的產品，每年的產量只有24臺，單價高達1.5億美元。

而英特爾、臺積電、三星電子等芯片巨頭，之所以能制作出高端芯片，就是獲得ASML的高端光刻機，原因很簡單，這三家都是ASML的股東。然而，其他國家和地區的芯片廠商就難以獲得高端光刻機，甚至是萬金難求，出多大價錢人家都不賣。

即使購買比較過時的二手光刻機，還需要美國點頭，因為美國是《瓦森納協定》的主導者，它通常都附加苛刻條件，就是不能用于生產軍用級別的芯片和自主研發的芯片。

芯片制作的難度，還有設計布圖，其試錯成本高、排錯難度大。超大規模集成電路的芯片，往往指甲蓋大一片的面積就有上億個晶體管，但最終能在電路板上測到的信號線卻只有十幾根到幾百根。要想根據這些少得可憐的信息去判斷哪個晶體管有問題，難度不言而喻。

芯片從電路設計開始到投片，最少需要半年;投片送到工廠加工生產，需要三個月。一次投片的費用最少需要數十萬元人民幣，先進工藝高達一千萬到幾千萬元，這么高的試錯時間和資金成本，對一次成功率要求極高，設計團隊中任何一個人出點錯，都有可能在數月后制作出來的芯片只是廢金屬片。

三類芯片，中國不怕

按照業內劃分，芯片分為商業級、工業級、軍品級和航天級。就重要性而言，每級芯片又可劃分為一般、重要、關鍵、核心四個層級。

消費級電子產品當然采用商業級芯片，與事關國家安全的軍品級芯片區別極大，后者對性能、工藝要求并不高，但對穩定性、可靠性、抗電磁和復雜地磁環境干擾、抗沖擊、使用環境溫度等要求極高。

即使是半導體技術領先的美國，軍品級芯片的性能與商業級芯片也相差甚遠。

由于軍品級芯片對性能要求不高，所以中國雖然得不到高端加工設備，但用稍微低端一些的加工設備仍能滿足生產軍品級芯片的需要，無非是芯片尺寸大一點、能耗高一點、外觀差一點。這種芯片如果放在民用市場上雖缺乏競爭力，但對于軍用來說，不存在商業競爭的問題，因而能保障軍用芯片的安全供應，實現自給自足。

據公開信息，軍用芯片領域，中國大體實現國產化，這也是各類國產雷達在技術性能上達到世界頂尖水平的主要原因。

既然核心層級的軍用芯片不會被發達國家卡脖子，那么一般、重要、關鍵層級的軍用芯片的自產就更不在話下。如一般層級的電阻電容器，國內生產沒有任何問題，就是航天級的鉭電容國內也能生產。之所以這些級別的芯片還要進口，主要是由于國外的同類產品生產量和銷售量巨大、價格更低，又不屬于被控制出口的敏感產品，而且電阻電容器也不存在CPU可能留有后門的隱患，因而這類采購既不存在斷供風險，也不存在信息安全方面的風險。說到價格，軍品級芯片對于價格并不敏感，因為其需求量遠不如商業級那么大。而且，由于國防安全的重要性怎么強調都不為過，相對來說，成本就不是很重要的考慮因素，所以各國對于軍品級芯片都是能自主盡量自主。然而，商業級芯片對于價格很敏感，在性能相近的情況下，拼的就是價格。

很顯然，中國與芯片強國的真正差距，主要在商業級芯片上，它強調性能、工藝，還強調外觀、價格，而這些正是中國目前的短板。美國在芯片技術上之所以占據領先地位，是因為其起步早、投入大而且持久、從研發到投入市場速度快、市場認同度高等原因。

美國發展芯片的思路是：只要掌握核心和大部分關鍵層級的元器件設計生產能力，以及系統設計和整合的能力，就掌握了這一產品的命脈，并不追求100%國產化，客觀上這也做不到。正因為如此，美國既是芯片出口大國，同時也從外國大量采購。

所以，一個國家如果要發展自己的芯片產業，在堅持軍品級芯片以我為主的基礎上，在發展商業級芯片上也不能求全，無需要求所有芯片全都靠自己研發生產，其實，在某些領域擁有自己的核心技術或獨門技術才是關鍵。