中科院半導體所：美國已擰熄“燈塔”，我們進入黑暗森林
近期，中國科學院半導體研究所研究員駱軍委與中國科學院院士李樹深在《中國科學院院刊》發(fā)表了題為《加強半導體基礎能力建設 點亮半導體自立自強發(fā)展的“燈塔”》的文章，引起業(yè)界廣泛討論。
該文章就中美科技戰(zhàn)中的“芯片戰(zhàn)”形勢進行了深刻分析，指出當前在“逆全球化”下產業(yè)鏈“脫鉤”愈演愈烈的背景之下，我國半導體發(fā)展所面臨的困境，并給出了突破困境的建議。
文章指出，中美科技戰(zhàn)暴露了我國關鍵核心技術被“卡脖子”難題。雖然半導體基礎研究在過去幾年受到了很大重視，但包括學科設置、協(xié)同創(chuàng)新、基礎設施、研發(fā)投入、評價機制、研究生名額等半導體基礎能力并沒有得到根本性改善，難以支撐半導體科技高水平自立自強。
作者分析稱，在這場沒有硝煙的戰(zhàn)爭中，美國如今擰熄了“燈塔”，我們進入“黑暗森林”。
“黑暗森林”的概念，來自于劉慈欣的小說《三體》，指一旦某個文明被發(fā)現(xiàn)，就必然遭到其他文明的打擊。美國近幾年對我國半導體發(fā)展的打壓，恰如黑暗森林法則所指。
自從2018年中興事件以來，美國開始持續(xù)對中國半導體發(fā)展的打壓，制裁政策不斷升級，破壞現(xiàn)有全球半導體產業(yè)生態(tài)，不斷拉攏荷蘭、日本、韓國等其它國家加入其陣營，意圖“鎖死”我國高端芯片的研發(fā)與制造。
如今對于美國的霸權主義、長臂管轄，我們已經對取消制裁不再心存幻想，因此，作者客觀、冷靜地分析了當前我們的優(yōu)劣勢所在，以幫助業(yè)界對國內半導體發(fā)展形勢擁有更加清晰的認知，繼而有的放矢地推進國產化替代的進程。
01
我國亟需加強半導體基礎研究能力
中科院的這篇文章指出，基礎性研究不足，是我國無法改變“卡脖子”困境的根本原因之一。
“2022年8月11日美國宣布對我國禁運下一代GAA晶體管的EDA軟件，意圖把我國的半導體產業(yè)“鎖死”在FinFET晶體管技術。全球半導體物理和微電子領域的基礎研究成果都被整合在EDA工具的工藝設計套件（PDK）中。我國各芯片企業(yè)通過購買EDA公司的PDK包共享全球半導體基礎研究成果，導致我國決策者、政府人員甚至產業(yè)界都認為，沒有半導體基礎研究也可以發(fā)展半導體產業(yè)！
反觀美國，近幾年則正在加強半導體基礎研究能力。
2022年8月9日，美國總統(tǒng)拜登正式簽署《芯片和科學法案》（下稱“芯片法案”），以促進美國半導體研究和制造。
該法案共分為三部分，投入上千億美元用于半導體研究，主要目的是對抗中國
“芯片法案”除了對美國本土芯片企業(yè)提供巨額補貼外，還將拿出110億美元用于資助半導體的研究和開發(fā)。根據(jù)該法案， 美國國家科學基金會將新成立一個技術、創(chuàng)新和伙伴關系理事會（TIP），專注于半導體和先進計算、先進通信技術等領域的發(fā)展。這些舉措，無一不顯示出美國對于基礎研究的高度重視。
作者認為，我國受“科學無國界”與“全球化”理念的影響，忽視了學科方向和研究領域的差異，科研資源向易發(fā)表高端論文的新興熱點方向加速集聚，越是靠近產業(yè)應用的基礎研究越沒人做，導致現(xiàn)在我國半導體基礎研究能力薄弱。
02
我國半導體發(fā)展面臨的問題與建議
作者認為，造成我國半導體發(fā)展被“卡脖子”這一局面的原因主要有以下四點：
半導體物理人才嚴重短缺
中微半導體創(chuàng)始人、中國刻蝕機之父尹志堯曾公開表示，他之前在英特爾工作時，發(fā)現(xiàn)許多組長、高管、一線研發(fā)人員中，不乏華人身影。任正非也曾說，我們花高價買回的設備，拆開后發(fā)現(xiàn)許多核心零件竟然是中國人研發(fā)。
可見，人才流失是制約我國半導體發(fā)展的一大關鍵因素，因此中美科技戰(zhàn)的背后，也是一場人才爭奪戰(zhàn)。
半導體基礎研究投入嚴重不足
長期以來，美國每年的半導體研發(fā)投入超過全球其他國家總和的2倍，我國的半導體研發(fā)投入長期不足美國的5%。
2011年和2021年，美國在半導體的研發(fā)投入比例分別占全球54.5%和55.8%，而中國大陸這一支出在全球占比不超過5%
此外，美國除擁有數(shù)量眾多的世界一流大學外，其各大半導體巨頭都擁有龐大的基礎研究部門，如貝爾實驗室和IBM實驗室等。而我國半導體基礎研究的基地數(shù)量稀少。
評價機制不利于半導體基礎研究
在當前論文為綱的評價機制下，傳統(tǒng)半導體的基礎研究不但投入大、門檻高、周期長而且難以發(fā)表高端論文，這導致各示范性微電子學院集中在新興熱點材料方向開展“換道超車”研究。
缺乏協(xié)同創(chuàng)新機制
美國善于集結全球頂尖機構與人才，共同進行基礎課題研究，整合全球頂尖智慧，以占據(jù)半導體產業(yè)領導地位。而中國目前沒有類似機構來進行協(xié)同創(chuàng)新。
針對以上問題，作者給出了以下5條建議：
建立健全跨部門協(xié)調機制
恢復半導體物理專業(yè)
建設半導體基礎研究網絡
建立區(qū)域聯(lián)合創(chuàng)新平臺
深化科技體制改革，用好“指揮棒”
作者表示，在半導體技術的源頭和底層進行理論創(chuàng)新，提前布局ZL設置“關卡”，是解決半導體關鍵技術“卡脖子”難題的一種有效策略。
總 結
自美國開始扼殺中國半導體的發(fā)展以來，業(yè)界不乏悲觀論調。中科院刊文中“黑暗森林”的警示，則讓業(yè)界再次緊張起來。
不過我們也應看到，雖然美國的制裁暴露了我國半導體的弱點，但從另一方面反映出，正是因為我國近年來取得了重大進步，才會引起美國警惕。
近二十多年來，中國半導體的發(fā)展進入“黃金期”，2021年中國半導體市場規(guī)模首次突破萬億元，2016-2021年年均增速達到19.3%，高于全球平均水平。中國廣闊的市場空間、政府政策的大力支持、資金的持續(xù)投入，都是我們與美國霸權抗衡的資本。
發(fā)展才是硬道理，只要我們堅定信心，潛心研究，相信道阻且長，行則將至。
