美国绞杀华为背后的全球芯片战

吴健

过去一年多，美国相继对中兴通讯、福建晋华、华为等中国公司采取“芯片断供”的措施，其结果都是促使中国加快了技术追赶的步伐。

我们要能活下来

从技術制约华为乃至整个中国高科技产业，芯片似乎是最佳的“切口”。作为高速通信与人工智能技术的“心脏”，芯片长期是中国的软肋，在国际知名调查公司IC Insights在2018年最新发布的芯片销售排行榜上，前15位的分别是美国、韩国、台湾地区、欧洲和日本企业。高端芯片基本依赖进口，中国在这个领域花的钱比进口石油还要多。

华为创始人任正非曾表示：“中国与美国的差距，估计未来二三十年，甚至五六十年还不能消除。但是，我们要将差距缩小到‘我们要能活下来。”

诺言很快化作行动。2018年IFA2018柏林国际电子消费品展览会上，华为消费者业务CEO余承东发布面向智能手机的自主知识产权芯片——“麒麟980”，场上掌声雷动，它使用全球最先进的7纳米集成电路工艺，戏剧性地提升人工智能的机器学习和图像处理能力，同时大幅节省电力消耗。

两个月后，华为轮值CEO徐直军在上海一间巨大的展示厅里告诉在场的2000名听众：“这是目前全世界性能最高的芯片。”屏幕上展示的是更高级的人工智能芯片——昇腾910，是目前全球已发布的单芯片计算密度最大的芯片，运算能力是美国英伟达公司同级别产品的两倍。

更给力的是，2019年5月17日，芯片企业海思公司总裁何庭波发布一封激情澎湃的员工内部信，提到自研芯片“从备胎转正”，成为华为最大的底气。

要害是光刻机

现代社会高度信息化，再厉害的“国之重器”，大部分所支撑的却是尺寸和重量都很小的芯片，没有它，就谈不上自动化，大部分设备就会失灵……芯片是半导体元器件的统称，是指内含集成电路的硅片。

要想制造高端芯片，首先须有高端的加工设备。在这方面，世界上呈现出高度垄断的情况，例如，光刻机是生产集成电路的关键设备，但全球高端光刻机几乎被荷兰ASML垄断。全球14纳米的光刻机，都是ASML的产品，每年的产量只有24台，单价高达1.5亿美元。

而英特尔、台积电、三星电子等芯片巨头，之所以能制作出高端芯片，就是获得ASML的高端光刻机，原因很简单，这三家都是ASML的股东。然而，其他国家和地区的芯片厂商就难以获得高端光刻机，甚至是万金难求，出多大价钱人家都不卖。

即使购买比较过时的二手光刻机，还需要美国点头，因为美国是《瓦森纳协定》的主导者，它通常都附加苛刻条件，就是不能用于生产军用级别的芯片和自主研发的芯片。

芯片制作的难度，还有设计布图，其试错成本高、排错难度大。超大规模集成电路的芯片，往往指甲盖大一片的面积就有上亿个晶体管，但最终能在电路板上测到的信号线却只有十几根到几百根。要想根据这些少得可怜的信息去判断哪个晶体管有问题，难度不言而喻。

芯片从电路设计开始到投片，最少需要半年;投片送到工厂加工生产，需要三个月。一次投片的费用最少需要数十万元人民币，先进工艺高达一千万到几千万元，这么高的试错时间和资金成本，对一次成功率要求极高，设计团队中任何一个人出点错，都有可能在数月后制作出来的芯片只是废金属片。

三类芯片，中国不怕

按照业内划分，芯片分为商业级、工业级、军品级和航天级。就重要性而言，每级芯片又可划分为一般、重要、关键、核心四个层级。

消费级电子产品当然采用商业级芯片，与事关国家安全的军品级芯片区别极大，后者对性能、工艺要求并不高，但对稳定性、可靠性、抗电磁和复杂地磁环境干扰、抗冲击、使用环境温度等要求极高。

即使是半导体技术领先的美国，军品级芯片的性能与商业级芯片也相差甚远。

由于军品级芯片对性能要求不高，所以中国虽然得不到高端加工设备，但用稍微低端一些的加工设备仍能满足生产军品级芯片的需要，无非是芯片尺寸大一点、能耗高一点、外观差一点。这种芯片如果放在民用市场上虽缺乏竞争力，但对于军用来说，不存在商业竞争的问题，因而能保障军用芯片的安全供应，实现自给自足。

据公开信息，军用芯片领域，中国大体实现国产化，这也是各类国产雷达在技术性能上达到世界顶尖水平的主要原因。

既然核心层级的军用芯片不会被发达国家卡脖子，那么一般、重要、关键层级的军用芯片的自产就更不在话下。如一般层级的电阻电容器，国内生产没有任何问题，就是航天级的钽电容国内也能生产。之所以这些级别的芯片还要进口，主要是由于国外的同类产品生产量和销售量巨大、价格更低，又不属于被控制出口的敏感产品，而且电阻电容器也不存在CPU可能留有后门的隐患，因而这类采购既不存在断供风险，也不存在信息安全方面的风险。说到价格，军品级芯片对于价格并不敏感，因为其需求量远不如商业级那么大。而且，由于国防安全的重要性怎么强调都不为过，相对来说，成本就不是很重要的考虑因素，所以各国对于军品级芯片都是能自主尽量自主。然而，商业级芯片对于价格很敏感，在性能相近的情况下，拼的就是价格。

很显然，中国与芯片强国的真正差距，主要在商业级芯片上，它强调性能、工艺，还强调外观、价格，而这些正是中国目前的短板。美国在芯片技术上之所以占据领先地位，是因为其起步早、投入大而且持久、从研发到投入市场速度快、市场认同度高等原因。

美国发展芯片的思路是：只要掌握核心和大部分关键层级的元器件设计生产能力，以及系统设计和整合的能力，就掌握了这一产品的命脉，并不追求100%国产化，客观上这也做不到。正因为如此，美国既是芯片出口大国，同时也从外国大量采购。

所以，一个国家如果要发展自己的芯片产业，在坚持军品级芯片以我为主的基础上，在发展商业级芯片上也不能求全，无需要求所有芯片全都靠自己研发生产，其实，在某些领域拥有自己的核心技术或独门技术才是关键。