王志华：关键是竞争，不是卡脖子

荣智慧

在美国，新的芯片大战即将揭幕。10月底，先是高通发布了笔记本电脑芯片Snapdragon X Elite，宣称性能超越苹果的M2 Max和英特尔同级别处理器。同一天，苹果新发布会预热，将推出3纳米技术的M3处理器。英伟达、AMD也公开同类产品新计划，两年内上市。

几乎同一时期，美国政府颁布新一轮对华芯片及半导体制造设备出口规则，中国芯片企业的外部环境越来越险恶。

芯片承载着人类最先进的技术。近年来，国家和企业在芯片领域的竞争日趋“白热化”。

在这样的背景下，清华大学学术委员会委员、教授王志华接受南风窗采访。他认为，无论外部压力如何，中国芯片企业向产业链上游竞争，是一个必然的过程。同时，硅基晶体管技术的地位无可替代，寻找集成电路增量市场的努力也将一直存在。

关键是竞争，不是卡脖子

南风窗：“集成电路是信息产业的基础、工业产业的粮食、安全的根本”，为什么这么说？如果我们的成熟制程芯片作为“粮食”已经“够吃”了，还有必要追逐最先进制程吗？有种说法是“吃饱就行，不用吃好”。

王志华：今天的状态是历史的必然，是一个演变而来的过程。1947年人们发明了第一个晶体管的时候，不会意识到它可以给人类生活带来这么大的影响，不会想象到晶体管可以带来人类社会的信息时代。

晶体管无非就是一个电子器件，它能够代替电子管。因为电子管是真空管，体积大，不结实，功耗高。晶体管可以做得很小，多个晶体管可以同时制造出来，这样就可以用多个晶体管组成集成的模块，让做整机的人用模块去完成不同的功能。晶体管制造技术的发展，带来了集成电路慢慢演变的过程。

在集成电路设计和制造领域，中国是一个后来者。对于后来者而言，也要与前人一样继续演变，产业上别人走的路，你也需要重新走一遍，重新走一遍也占了便宜。为什么？因为弯路都知道了，能走得通的都是直路，就一定可以走得通。在这个意义上讲，中国发展半导体是产业发展的必然，是一个技术、产品、产业、市场竞争的问题，不完全是卡脖子的问题。

什么叫卡脖子呢？我掐脖子你就死了，只有在战争上才有卡脖子，普通百姓的生活里不存在卡脖子的问题。没有笔记本电脑、没有手机，人还是活着的。只不过要想用电脑、手机，你得让别人挣钱。要是不想让别人挣钱，就得自己做，不会做你就慢慢学，这其中就存在竞争，就这么简单。

整个产业链，材料设备的产值最小，从最下游开始，下游一点是芯片，它的产值大一点，全世界6000亿美元。再往下游电视机、交换机、电话机、洗衣机、冰箱等等加起来，大概1.5万亿美元。再往下游走是运营商，中移动、中联通，大概达到百万亿美元的量级。再往下，长在运营商之上的增值服务，阿里巴巴、腾讯、京东……产值就更大。

观察整个产业链具备三个特点。第一，越往下游中国越先进，越往上游中国越落后，原因在哪儿？中国没赶上那个时代。人家发展半导体的时候是上世纪40年代。第二，中国人在整个产业链在蚕食。什么叫蚕食？中国人从电子系统的整机开始，逐渐占据了产业链的下游，下游的产业产值高，利润率低，但利润总量不低，下游产品税收高、就业高。很长时期，全球化背景下的国际市场趋势是资本驱动的效率最高，利润最大，中国人抢占了产业链的大头，创造了无穷多的就业和无穷多的税收，是一件好事，不是坏事。第三，随着国际政治的变化，你就得變，变了也是一个竞争，这个竞争从70年代到现在一直持续，这个过程是必然的。

产业上别人走的路，你也需要重新走一遍，重新走一遍也占了便宜。为什么？因为弯路都知道了，能走得通的都是直路，就一定可以走得通。

硅基晶体管不会被替代

南风窗：半导体产业发展面临两件事：抢占存量市场，创造增量市场。存量怎么抢，增量会出现在哪些赛道呢？

王志华：行业的增量市场一直存在，而且一直在发展。比如说，电子信息存储的器件，过去是磁存储为主，今天形成了电存储器芯片的产业；再比如用于中国第二代身份证的芯片，成就了国内4个上市公司，这个市场原来是没有的。2005年，第二代身份证刚刚在中国推广之际，全球重要的集成电路设计企业推广其集成电路卡芯片，比如用于电子护照的芯片，介绍市场占有率时，一定要说除了中国的身份证之外，它们的芯片在世界上占了多大的比重。

增量市场一直存在，但现在人们找不到像手机一样、每人一个两年一换的单一产品大市场。现在的产品迭代并不是人们的刚需，是产业需要，企业做个新东西能多卖钱。

南风窗：晶体管及其技术会被替代吗？

王志华：在可预见的未来，电子信息技术是不可能被替代的，支撑电子信息技术的硅基晶体管也是不可被替代的。回想一下人类最初种植、养殖技术。有了种植和养殖技术，人类才能定居，定居下来才有文明的发展，这是人类最古老的技术。今天又有了众多新技术，但种植、养殖技术废了吗？没废，它们依然为人类所做贡献。

人类文明发展出了机械加工技术，车、铣、刨、磨、铸为代表的机械加工技术引领人类进入了机械时代。数百年来，机械技工技术并没有被替代。再之后，人类发明了可以将能量从一个地方传递到另外一个地方的电力技术。信息技术的出现，也没有消灭机械加工和电力技术。机械技术也替代不了种植养殖技术，电力技术替代不了机械技术，电子技术同样不可能替代电力技术。

可以预测，此后人类一定还会发明新的技术，但新技术的出现，对当今的信息技术不是替代关系。新技术出现的时候，人们一般并不知道它会有多大影响。新技术对社会的影响，是技术发展的结果，不是技术发展的目的。技术一定要应用，没有应用的一定不是好技术。

南风窗：你曾提出一个“王氏定理”，以某个成果谁先知道为标准，来区分它的含金量。你是在什么契机下想到这个定理？半导体行业多了很多“热钱”，科研圈是否也多了乱象？

王志华：现在自媒体也多了，为了吸引眼球，每天啥话都敢说。我所谓的“王氏定理”，给外行人判断一件事情特别的牛，或者一个人特别牛提供了一个简单的判断方法。

通常，你突然知道一个人或者一件事儿特别牛，这种牛若是同行先知道，公众后知道，大致是真牛；要是同行不知道，公众先知道，大致是吹牛；要是同行不知道，公众也不知道，“牛人”自己整天喋喋不休地说，大致是一个神经质或神经病。这是外行判断科技成果靠不靠谱的简单方式。

从工科科研的本质来说，最核心的目的就是解决工业界想解决而没有解决的问题，或者说是工业界解决了、但没有解决好的问题。这个问题解决了，对学科有用，对行业有用，对国家有用、对人类有用，这是科学研究的目的。

我可以告诉你，拿到科研项目的资助，是工科科研的必要条件，不是科研的目的。极端情况下，如果一个人拿了很多国家的项目资助，花了很多纳税人的钱，没有产生对工业界、对人类有价值的成果，这个过程是犯罪。

在工科领域，你有任何一个成果被工业界用了，而且工业界承认是你的结果，你就是牛人。

在可预见的未来，电子信息技术是不可能被替代的，支撑电子信息技术的硅基晶体管也是不可被替代的。

类似地说，什么样的学校是世界顶级大学？有三条标准：第一，全世界的年轻学子都到这里求学。第二，全世界的青年学者争先恐后到这里求职。第三，在你所从事的学科领域里，有很多成果被社会所公认，源自这个学校。这种顶级，不需要看各种排名机构的排名。

技术发展变慢给后来者提供追赶机会

南风窗：在技术层面，我们从0到1的原创性思想是很缺乏的。而从1到10的“制造”层面的刻度里，我们做到的可能是3到7。这方面很多学者也有疑问：能做到从0到1的，制造上从8到10也能做。如果没有从0到1的原创，后面做3到7也就到顶了。像美国制造业，外移也很多年了，但从技术—制造—应用的标准看，他们依然是第一梯队的；中国制造离“智造”尚有很大的距离。您怎么看这种说法？

王志华：现代信息技术多发源自美国，他们的优势就是占了高利润阶段，中国是后来者也有优势，后来的优势就是没有弯路。

比如说拿二氧化碳轰击在锡材料上，就能产生13纳米的光，这是前人花很长时间、花很多钱、做了很多试验得到的结果，中国沿着这个技术路径一定能做出来。这中间曾经有很多弯路，中国人不会再走弯路了，后发优势就在这儿。

还有一个优势，现在集成电路到了技术发展的晚期。3纳米这样的尺度，已经差不多到头了，再往前走的话，硅原子的直径大致是0.11纳米，物理学原理限制了人们不能继续缩小器件的特征尺寸。技术发展比从前慢了，给后来者提供了追赶的机会。

值得注意的是，晚期的技术并不是要灭亡的技术。比如说机械加工，车、铣、刨、磨、铸是数百年前的技术，机械加工技术带来了蒸汽机、内燃机，那个时候技术的方向就已经成熟了，现在做的只是精度比原来高一点点而已。如今，人类的工业文明，依然离不开这些工艺加工方法。

随着晶体管加工技术的成熟，加工技术达到极限，不再进步，它依然为会为人类解决信息问题，也带来了很多的机会。当然，这个机会在哪儿还不完全知道，但一定是有。

南风窗：你的研究领域可以介绍一下吗？

王志华：我的团队主要在用电子技术解决医疗的问题。试想数十年来，推動信息技术发展的主要应用是“把计算机做小、做智能（To make computer smaller and smarter）”，大家可以看到，接近20年来，只要有任何人类的需求，一定有一个互联网上的企业去满足人类的这种需求：想买外卖就有美团，想打车就有滴滴，想摆摊就有了eBay或闲鱼，想开店就有了亚马逊和淘宝，如此等等。但是互联网上没有真正的医疗企业，互联网上的医疗企业，除了卖真药的就是卖假药的。

为什么？这背后一定有技术上的原因。人的健康需求有两个相互关联的部分，疾病的诊断和疾病治疗。先说诊断，诊断需要有仪器，仪器现在基本上是在医院里，在医院的实验室里，这些医疗器械通常体积大、智能化程度很差，需要专家操作。有没有可能利用微电子技术把医疗器械变小、变智能？使得医疗器械可以从实验室搬到家里，从家里搬到桌面，从桌面搬到身上，是我最近的一个主要的努力方向。

在科学技术史上，凡是与电子竞争的技术，其竞争者无一例外都是失败者。众所周知的例子包括化学感光胶片与光电转换器件的竞争；存储器与电存储的竞争，机械计时钟表与电子钟的竞争等等。

那么，如果我们试图找一些针对某些疾病的诊断或者治疗有价值的医疗器械，试图用电的方式来替代它原来化学、机械或者生物部分，就有可能带来很多研究的机会、创新的机会、创造的机会、创业的机会，就有可能带来技术的革命。

南风窗：你对技术的态度整体是很乐观的。

王志华：爱因斯坦发现了光电效应，光可以变成电，到有人做出相机，整个过程产生了两个诺贝尔物理学奖，隔了差不多小100年的时间。所以很多东西并不是说很快就能做到。

但技术的扩散符合自然规律。什么叫自然规律？我们现在海南，海南天气比较热，人们希望房间里边凉快，怎么办？装空调，得有能量。有了能量输入，你才能做到屋里比外面凉快。修墙隔绝热传递是没用的，修再厚的墙，时间长了，也是屋里屋外一样热，这是热的扩散。

技术的扩散也是同样的道理，技术从水平高的地方往低的地方转移，是自然规律。想要维持技术领先，采用制裁或者禁运的措施，长期看来是没有用的。维持领先就需要多投入，多研发，多花钱，多干活，这样才能比竞争者强。

人类对生命的认知太少

南风窗：人工智能领域的技术爆发，对产业会有什么样的影响？

王志华：如今的人工智能，与生物学上的智能，一毛钱关系都没有。

人类技术发展历史上，这样的技术发明比比皆是。技术的发明只是创造出一个装置，能替代人类做某些工作。例如，人跑得不够快、力气不够大，就创造出车辆及各种机器；需要计算，发明了计算器。但这些发明通常与人类做事的方式没有任何关系。例如，计算器的工作原理与人脑子的加、减、乘、除没有任何关系；飞机与鸟的飞行原理也没有一点关系。

在工科领域，你有任何一个成果被工业界用了，而且工业界承认是你的结果，你就是牛人。

今天所谓的人工智能，无非是在“暴力计算”的支持下，利用电脑为人类做更多的工作。此前，创造出机器多是替代人的体力劳动，今天创造出技术，部分替代了人类的脑力劳动。

以前计算机程序是确定性算法驱动的，某一个输入产生一个固定的输出，是确定性的。现在所谓的人工智能方法，是依据概率选择，这种选择的概率（模型），是大數据驱动的。这个东西不是生物学上的智能。近期来看，你们从事文字工作的人可能会轻松一点。

南风窗：算完形填空吗？

王志华：完形填空要有确定的位置，后边一定是那个数才是对的，它现在是大概率是这个数就对的。

南风窗：看了《三体》这样的科幻小说，有什么样的感悟？

王志华：人类对生命的认知，远远没有人类对物理学的认知那么正确。

物理学有模型，一个原子核外边有轨道，轨道外边有电子。尽管到今天为止人们没有实际看到过电子，但是用这种模型构造的物理学体系，可以造卫星，绕着地球旋转，使用GPS导航；可以造飞船，飞到月球上去再回来；甚至可以造离开太阳系的飞船。这是大尺度的。

在小尺度里，人们造一个几纳米的晶体管，在纳米的尺度下控制电子的运动，来满足计算需求。这些做到了，说明人们对物理学的认知构造的模型是正确的。

但是，人们对生命的认知，完全处于一个20世纪以前的摸索阶段，因为没有人有办法用碳和水造出一个生命，而且这个生命可以自我繁殖。

在这样的一个前提下，所有的研究、所有的探索都应该支持，任何人愿意作为先行者或者实验者，对这种探索进行尝试，都应该支持。但是用探索的结论来指导或者强制其他人的生活是错误的，因为人们今天对生命的认知本身不一定正确。