前言：其他國家還在對抗新冠肺炎疫情的時候，慶幸我國成功地戰勝了疫情，快速實現了復工復產。但是，芯片行業在經受了2019年、2020年由美國挑起的科技戰“人禍”后，2021年又爆發了由疫情、地震、火災等引發的芯片產能緊張和全球芯片供不應求的“天災”。國際形勢今非昔比，種種跡象表明芯片行業“國際化分工協作”的好日子將一去不復返了。
俗語說“屋漏偏逢連陰雨”、“禍不單行”，中國芯片行業經歷了2019年、2020年由美國挑起的以芯片技術為核心的科技戰，進入2021年后又面臨著由疫情、地震、火災等引發的全球芯片產能緊張和芯片供不應求的局面，許多芯片供貨周期拉長到8～12周，中小企業少量訂貨周期拉長到10～20周甚至更長。造成了汽車企業、安防產品和智能設備等企業無芯片可用而被迫停產。
3月22日，本田汽車宣布將北美部分工廠停產；通用汽車宣布暫時關閉其位于密歇根州蘭辛的工廠，該工廠生產雪佛蘭科邁羅以及凱迪拉克 CT4 和 CT5，預計今年 4 月份之前不會重新開工。3月26日，蔚來汽車宣布因芯片短缺暫停生產5個工作日，芯片供應緊張已經影響了公司今年3月份的汽車產量。
美國挑起以芯片為核心的科技戰是“人禍”。特朗普是全球芯片行業“人禍”的始作俑者。從2018年4月16日的中興事件開始，到他黯然下臺的兩年多時間里，美國先后出臺了至少20多項舉措[8]，全面圍堵打壓中國的芯片產業和高技術產業。這些舉措先從芯片禁售開始，再由芯片設計延伸到芯片制造、設備和材料，最后深入到關鍵核心技術，逐層深入地圍堵打壓中國，使中國芯片產業經受著最困難的時期，也使全球芯片產業鏈和正常商業秩序遭到嚴重破壞。
“人禍”引起了幾方面的惡果，一是打破了幾十年來建立的芯片產業鏈“國際化分工協作”的良好格局，使產業鏈上的企業人人自危，使投資和經營目標變得不可預期。二是使關鍵核心技術成為政客手中隨意操弄的籌碼，政客甚至不惜損害本國企業的商業利益，也要挑起事端，以達到其政治目的。三是使系統整機企業對全球芯片產業鏈、供應鏈安全失去信心，大量儲備芯片，從而造成了芯片供應極度緊張。四是引起各大國對芯片重要性重新認識，紛紛重視了芯片產業自主可控的布局，加強了對關鍵核心技術和產品的管控。芯片產業鏈“去外國化”的氣氛濃厚，重回“國際化分工協作”正軌的希望變得十分渺茫。
圖1.美國挑起以芯片為核心的中美科技戰
（來源：網絡圖片）
疫情、地震、火災影響芯片供應鏈是“天災”。如上所述，特朗普挑起了芯片科技戰的“人禍”，加上2020年蔓延全球的新冠肺炎疫情的“天災”，使芯片產業鏈上企業的生產、原材料運輸都受到限制，使全球芯片產業鏈、供應鏈安全雪上加霜。更不幸的是，還有其它“天災”事件的疊加影響。
2021年2月13日，日本本州東岸近海發生了7.3級地震，導致包括信越化學（Shin-Etsu Chemical）等主要半導體原材料供應商的生產與海外供貨嚴重受阻，信越化學宣布關閉了廠區。這些日本廠商主導著全球光刻膠約80%的市場份額，這次2.13大地震使全球半導體關鍵耗材供應告急，供應商提價幅度高達10%～20%。隨著光刻膠供應供不應求，半導體芯片的缺貨更趨嚴重[13]。
圖2.日本信越化學（Shin-EtsuChemical）受2.13地震的影響大（來源：參考資料13）
2021年3月19日，瑞薩電子（Renesas Electronics）旗下生產車用半導體產品的重要工廠茨城縣那珂工廠發生火災，受災的是尖端產品12寸（300mm）晶圓生產線。火災沒有造成人員傷亡，但部分設備損壞。瑞薩電子總裁柴田英利21日說，那珂工廠火災可能對供應鏈產生很大影響，公司將竭盡全力使受災工廠在一個月內恢復生產。路透社22日報道，瑞薩電子在全球汽車微控制器（MCU）芯片市場占據大約30%的份額，其火災影響可能外溢至歐美汽車廠商。日本豐田、本田、日產等汽車廠商22日也在忙于評估火災對芯片供應鏈造成的影響[14]。
那珂工廠多災多難。2011年的3.11大地震后，那珂工廠關閉了3個月。今年2.13大地震迫使工廠停產3天。這次3.19火災又使那珂工廠被迫停產1個月以上，將使全球汽車生產受到較大影響。
圖3.日本瑞薩電子的那珂工廠3月19 日發生火災后被迫停產（來源：網絡圖片）
全球芯片供應全面短缺的現狀和原因分析。去年全球芯片產能就開始緊張，今年以來，芯片產能全線滿負荷運行，全球芯片還是全面缺貨。這次缺貨不是一般地缺，而是嚴重地缺、極缺！一般說來，系統整機廠商生產一種產品，一般需要幾十種元器件和芯片，缺任何一種，如果找不到代用品就只得停產。在芯片產能全面緊張，芯片全面缺貨的情況下，代用品也不好找。有些中小公司反映，他們有些芯片的訂貨周期已拉長到20周以上，讓他們對所缺芯片有一種“遠水不解近渴”、“朝思暮想”的期待感。這可能是全球電子信息產業有史以來，遭遇到的最艱難的時期，與全球新冠肺炎疫情是人類發展史上遇到的最艱難階段一樣。
為什么芯片產能如此緊張，芯片全面缺貨？參考資料10進行了細致地分析，主要包括三方面原因。一是疫情原因導致芯片需求量暴增。2020年以來，受新冠肺炎疫情影響，全球各國均采用遠程辦公、遠程上課、遠程會議等以減少公眾聚集接觸，這就導致了筆記本、平板電腦需求量顯著增加，芯片需求量巨增。二是整機廠不僅買芯片，還在囤芯片。華為公司為了應對美國制裁大量采購和囤積芯片，囤貨量很大、種類很廣。這對其它手機廠商的芯片采購造成了威脅，迫使全球手機廠商跟進，最終引發芯片產業鏈上企業（包括原材料、中間件廠商）的連鎖跟進。業內人士表示，目前產業鏈各環節的企業囤貨已經成為了大趨勢，已成為了一種競賽和暗戰，囤三個月的量是常態，部分廠商的囤貨規模已經接近六個月的量。三是芯片制造產能是有限的，不是想擴產就能快速擴產。美國挑起芯片科技戰和新冠肺炎疫情之前，芯片制造產能是幾十年來由市場機制建立起來的，基本維持著芯片產業鏈的平衡。這種平衡還包括芯片制造廠投入產出的盈利平衡、技術競爭的平衡、地區間的分布平衡等。正是特朗普挑起的芯片科技戰和突如其來的新冠肺炎疫情打破了這些平衡。目前要填補巨大的產能缺口，需要巨量資金投入，而且難以在短時間完成。即便是快速滿足了目前“波峰”產能需求，在疫情過后“波谷”產能需求到來的時候，芯片制造廠將面臨代工需求不夠，導致巨大虧損的風險。
目前，全球半導體和芯片行業面臨的困難局面，主要是由特朗普挑起對中國芯片科技戰的“人禍”造成的惡果，加上疫情、地震、火災等“天災”起到了推波助瀾的作用。貿易戰和科技戰沒有贏家，美國自身的芯片供應也嚴重不足。
美國的“芯荒”要追溯到去年下半年，當時汽車行業率先出現芯片產能吃緊的問題。美國作為汽車制造大國，芯片緊缺的影響對汽車企業是首當其沖，福特汽車因為缺芯，已經關閉了兩家工廠，通用汽車也已經關閉了三家[11]。這些問題已引起了拜登政府的重視。美國挑起人禍，既禍害了別人，也傷害到自己，正應了俗語“搬起石頭砸自己的腳”、“多行不義必自斃”。
圖4.美國“芯荒”火燒眉毛，拜登向記者展示車企緊缺的汽車芯片（來源：參考資料11）
一、芯片技術成為大國必爭的科技高地
人工智能、生物工程等新興技術是科技制高點嗎？肯定是，而且也是大國必爭的。但是芯片（集成電路）雖然是發展了60多年的老技術，但它作為今天信息化社會和智能化社會的基石，也必將是大國必爭的科技高地。否則國家的經濟建設、社會發展和國家安全就會很容易被外國“卡脖子”。目前中、美、歐、日、韓已對半導體和芯片產業高度重視，資金投入和促進產業的重大舉措頻出。
中國：我國在經歷了芯片科技戰和“卡脖子”的困境后，痛定思痛，發展我國自主可控的芯片產業已成為全國上下的共識。從中央到地方，各級政府和許多企業都已布局大力開展芯片關鍵核心技術研發，大力促進自主可控芯片產業發展。2020年7月27日，國務院關于《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展若干政策》（國發〔2020〕8號）發布，這是繼國發〔2000〕18號文、國發〔2011〕4號文發布以來，第三次出臺促進集成電路產業和軟件產業的專項政策，它將有力支撐國家信息化建設，促進了國民經濟和社會持續健康發展。近幾年各省市出臺的扶持集成電路產業發展的專項政策不少于30項。除了國家集成電路大基金，各省市也設立了規模不等的集成電路專項投資基金。通過產業政策和投資基金實現了政府引導和市場化運作的雙輪驅動，可以促進集成電路產業盡快實現自主可控、高質量發展的目標。2020年12月30日，國務院學術委員會和教育部已下發通知，設立“集成電路科學與工程”一級學科，將為我國集成電路人才培養打下良好的基礎。
美國：據Insidedefense網站2020年6月29日報道，美國國防部調整關鍵技術研發優先順序，把微電子技術排到了第一位。6月底多位美國兩黨議員共同提出《2020美國晶圓代工法案（AFA,The American Foundries ActOf 2020）》，這是6月以來，美國兩黨議員提出的第二項刺激芯片產業發展的法案。如果法案獲批，美國將向各州芯片制造業、國防芯片制造業投入共計250億美元（約合人民幣1771億元）資金。
2021年2月18日，美國信息技術和創新基金會（ITIF）發布了《摩爾定律被破壞：中國政策對全球半導體創新的影響》的報告，概述了全球半導體行業的發展情況；分析了半導體行業持續創新的動力和條件；探討了中國的半導體行業政策及其影響；主張對我國采取強硬的反制措施。此報告在半導體領域的建議與拜登政府“聯合盟國、發展國內制造業、遏制中國”的思路不謀而合[5]。
2021年2月24日，美國總統拜登簽署美國供應鏈行政令（Executive Order onAmerica's Supply Chains），指示對從半導體到醫療用品、關鍵礦產及高容量電池的供應鏈進行廣泛評估。半導體行業對于美國制造業、經濟和國家安全的重要性不可言喻，這些都已引起拜登政府的高度重視[5]。
據路透社報道，也是在2月24日，美國總統拜登表示，他將推動本屆政府與工業領袖合作，尋找解決半導體短缺問題的辦法。國會已經批準了一項增強美國芯片制造能力的法案，他將推動與法案配套的370億美元資金落實到位[6]。
2021年3月1日，美國國家人工智能安全委員會（NSCAI）投票通過了一份長達756頁的2021年度最終建議報告，該報告一是建議對中國芯“卡脖子”，竭力保證美國在芯片技術領域的領導地位，防止中國在未來幾年內超越美國。二是建議國會“拉攏”尼康（Nikon）、佳能（Canon），以及阿斯麥爾（ASML）等公司，實現對中國的圍堵。三是建議加大投資力度，發展美國本土的芯片制造業[9]。
2021年3月24日，英特爾（Intel）新CEO基辛格（Pat Gelsinger）提出一項多年戰略計劃，將在美國亞利桑那州投資200億美元建設兩座半導體新工廠，并計劃提供代工業務。新工廠預計采用7納米及以后的先進工藝，預計2024年投產，產能尚未公布。
歐洲：在全球性的缺芯危機下，歐洲多國也在加大半導體行業的投資力度。根據多方媒體此前報道，德國、法國等 17 個歐盟國家于2020年12月7日簽署一份《聲明》，計劃投資500/1450億歐元（約合人民幣3232/9373億元，筆者注：媒體上兩個版本），有針對性地扶持當地半導體技術的研發和設計，以免過度依賴美國而被“卡脖子”。未來美國要“提防”的競爭對手不僅僅只有中國，將還有歐盟[9]。
另外，根據一份新聞界獲得的草案文件，為了擺脫對于美國和亞洲公司的“高風險依賴”，歐盟希望到2030年，全球先進半導體產品的至少20%應該在歐盟本地工廠制造。這份文件將在近期提交給歐盟執行機構歐盟委員會。另外，歐盟內部已經討論過設立一家全新的大型芯片制造廠，計劃能生產比5納米更先進、性能更強的芯片，推動歐洲本地半導體制造業發展[12]。
日本：據日經中文網2020年10月10日報道，日本知名化工巨頭富士膠片公司（Fujifilm）與住友化學（Sumitomo Chemical）發布消息，公司將加緊投資，爭取在2021年內布局新一代半導體材料的生產業務，主要包括 EUV（極紫外線）光刻工藝用的光刻膠等材料。富士膠片將投資45億日元（折合約2.8億元人民幣），為其在日本靜岡縣的工廠引進設備，最早于2021年內開始量產半導體尖端材料。住友化學也計劃要在2022年度之前在大阪市的工廠建設一條從開發到生產的半導體材料生產線。
韓國：自2019年7月遭到日本斷供光刻膠之后，差點讓三星、海力士等芯片巨頭瞬間“休克”，韓國已提高了警惕。今2020年5月下旬，韓國科學和信息通信技術部（MSIT）已經宣布，將在未來5年內投資950萬美元（折合約6360萬元人民幣），發展 5nm以下半導體光刻工藝的材料技術。
據外媒報道， 2021年2月下旬，韓國的有關部門向全球范圍內的半導體IP發起了名為“半導體IP使用支持”的計劃，為全球范圍內的半導體IP建立半導體IP使用平臺，來整合全球的半導體IP資源。該平臺預計在2022年面世。據悉，韓國本土的半導體IP將率先被納入平臺，在IP的使用費用上，韓國計劃給予使用該平臺的相關企業五折及以上的折扣。美國芯片巨頭Synopsys和英國芯片設計巨頭ARM正在對接，準備加入該平臺。
三星電子（SamsungElectronics）在臺積電（TSMC）宣布在美國建廠后，也宣布在美國投資170億美元建設3nm芯片生產線，并就建廠補貼事宜已經與美國政府展開了協商。
2021年3月24日，在得知美國半導體巨頭英特爾（Intel）計劃斥資200億美元新建晶圓廠，并開放代工業務后，韓國《東亞日報》發出了“這是美國政府要借英特爾之口發動半導體爭霸戰？”的感慨[17]。
中國臺灣：臺積電（TSMC）是全球最大、制程最先進的芯片制造商，美國從2019年開始多次修改規則，禁止臺積電在2020年9月15日后，在沒有許可的情況下自由出貨。出于占領美國市場和迎合美國的需要，臺積電宣布在美國投資120億美元建廠，計劃2024年月產5nm芯片2萬片。有分析認為，其目的是爭取美國政府補貼和換取自由出貨許可。但是，三星電子計劃在美國建廠宣布后，臺積電表示將更改投資計劃，投資規模擴大為超過300億美元，建設6座代工工廠。顯然，臺積電和三星電子都要看美國老大的臉色行事，兩家公司顯然都有爭寵老大之嫌。但是老大的胃口很大，而且隨時會出爾反爾，臺積電和三星電子隨時可能被本土企業欺壓。老大不講理，小弟不好當！
二、國際化分工協作為什么不會再回來
去年許多行業人士還懷著美好的幻想，希望在特朗普下臺后能撥開云霧見青天，使芯片行業重回到“國際化分工協作”的正軌。筆者也懷有這樣的美好的愿望，但是也清醒地認識到，愿望很豐滿，現實太骨感。芯片行業“國際化分工協作”的好日子將一去不復返，不會回來了。理由主要有以下幾點。
一是美國打破芯片行業“國際化分工協作”的產業鏈，圍堵打壓中國的芯片產業和高技術產業，最終目的就是要全面遏制中國崛起，維護其長期的霸主地位，這些都符合“修昔底德陷阱”的特征。雖然未必會通過戰爭手段，但美國會不擇一切其它手段來遏制全球老二挑戰世界老大的霸權，這是一個不可逆的發展過程。因此，芯片行業“國際化分工協作”的局面不會回來了。
二是經歷了中美芯片科技戰，不僅中國，而且全球許多國家對芯片產業的重要性認識都提高到一個新的高度。中、美、歐、日、韓都開始重視了芯片技術研發和管制。中國在做著“去美國化”生產線的布局，美國也在做“去中國化”、“去亞洲化”、“去歐洲化”的芯片產業鏈建設。歐洲、日本、韓國和中國臺灣都加強了對芯片關鍵核心技術的研發投入，都希望在全球產業鏈合作中處于最有利地位。
顯然，芯片技術成為了大國必爭的科技高地。僅當本國有他國依賴的“殺手锏”關鍵核心技術，本國才能安全地參與到“國際化分工協作”中去。只有各參與國都有各自的“殺手锏”關鍵核心技術，芯片產業“國際化分工協作”才能穩固長久[1]。中國要發展自主可控的芯片產業，就是要重視開展基礎技術研究，盡快研究出我們的“殺手锏”關鍵核心技術。在此之前，重回芯片產業“國際化分工協作”只能是美好的夢想。
三是拜登雖然以反對特朗普執政方針而入主白宮，但他上臺后卻全面繼承了特朗普全面圍堵打壓中國的衣缽，繼續卡中國芯片產業和高技術產業的脖子。青出于藍而勝于藍，拜登更甚者是“拉攏”盟國全面圍堵中國，不斷在涉臺、涉港、涉藏、涉疆等問題大做文章，不斷挑起事端。因此，我們寄希望拜登政府解除對中國芯片產業的圍堵打壓，恢復芯片產業往日的合作盛景是極不現實的。
三、中國需要持之以恒地發展芯片產業
從中美貿易爭端開始，到以芯片為特征的中美科技戰，以及目前全球爆發的“芯慌”造成的企業停產，使得我國民眾深刻認識到了芯片的極端重要性。大家都知道芯片是“卡脖子”技術。我們如何發展自主可控的芯片產業？相關討論從2018年4.16中興事件開始，到2019年5.15華為被打壓，一直到現在都沒有停止過。筆者在【芯論語】多篇文章中，已從不同角度發表了個人的看法和見解。本文再從以下三個方面，拋磚引玉，談談持之以恒發展我國芯片產業的問題。
1.完全依靠市場來發展不行，需要政企合作。主要基于以下幾點考慮，一是芯片產業是影響國計民生的戰略性產業，我們的短板主要是基礎技術研究和核心技術缺失，芯片應用創新則是我們企業的強項。要補齊基礎技術研究和核心技術缺失的短板，投資大、周期長、基礎科研性質明顯，顯然不能完全地依靠企業，而必須依靠政府的力量才能完成。二是芯片產業不像“兩彈一星”和“北斗導航”工程那樣，工程完成、任務目標達到，經過驗收即宣告結束。芯片組裝成產品應用到各行各業，影響到千家萬戶，服務于普羅大眾，芯片的好壞應由市場抉擇。因此，發展芯片產業企業也是主力軍，要按照市場化和商業化的原則辦事。三是政企密切合作是我國發展自主可控的芯片產業的必由之路。政府的職能主要在于總體規劃、布局和組織；對基礎科研體制的優化和加強；對基礎科研的大強度、持續的投入。研究機構、科研院所和高技術企業揭榜政府的基礎科研和技術攻關項目；完成科技成果轉化和推廣。大眾企業主要實現成熟產品的產業化應用和技術創新等。
完全地依靠政府按照計劃經濟方式，或者按照國家工程方式來發展芯片產業不是最好的方法。完全地依靠市場化、社會化的方式發展芯片產業，它沒有發揮我國集中力量辦大事的體制機制優勢，時間和資源上將會造成浪費，也不是最好的方案。按照上述第三點介紹的政企密切合作方式發展，可以看作是一種舉國體制下的新型國家工程方式。國家工程體現在全國一盤棋，有總體規劃、布局和組織，有國家大力度的投入支持。新型體現在企業按照市場化和商業化原則深度參與到工程中來，技術研究和產品開發緊扣產業化應用，接受市場檢驗和選擇，這才是最好的發展途徑。
2.沒有彎道超車的捷徑可走，只有苦干實干。多年以來，技術項目方為了獲得政府的資金支持，迎合政府急于解決“卡脖子”問題，急于推動產業發展的心理，在項目方案中經常用到“換道超車”、“彎道超車”的表述，片面夸大項目的作用。日常開車實踐中，當別人常速行駛時，你可以加速“換道超車”、“彎道超車”。但在賽車的場合，你要超過別人談何容易，除非你的賽車馬力大、駕駛技術好。今天全球范圍的芯片技術競爭，就好比一場汽車拉力賽。“馬力大”就是科技研發資金的投入強度大，“駕駛技術好”就是科技成果積累多，基礎科學和技術研究的基礎好。在科技競爭環境下，你跑人家也跑，你發力人家也發力。如果“馬力大”和“駕駛技術好”兩方面你做得不如別人好，你說“換道超車”、“彎道超車”就只能是一句騙人的鬼話。
這幾年，我國推動芯片產業發展的投入力度是空前巨大的，但與國外公司在芯片領域的投入相比還是偏小。尤其在基礎科研領域的投入模式、管理方式、基礎條件和研究心態等方面，我們與國外相比還有很大差距。因此，如果想要“換道超車”和“彎道超車”，請先補上這方面短板，苦干實干，才能完成芯片技術補短板和強弱項的任務。
3.短時間要解決問題不現實，貴在持之以恒。芯片技術從1958年問世以來，走過了60多年的發展歷程，克服了許多技術難關，才成就了今天的半導體、微電子和芯片技術的輝煌成就。科技發展離不開當時的技術水平和綜合環境。綜合環境包括社會環境、原材料技術和工業加工水平等。這些綜合環境不是短時間能夠建立的，而是一點一滴積累形成的。核心關鍵技術研發既要有大強度的資金投入，也要有潛心研究的精神。60年前不可能有今天的芯片技術水平，今天的條件也不可能實現60年后的芯片技術。甚至，我們今天都無法想象60年后的芯片是什么樣子。
在芯片技術漫長的發展過程中，我們在基礎研究上欠賬太多，現有的核心關鍵技術基本被國外公司擁有。現在開始重視了基礎技術研究就是良好的開端，假以時日，在未來的核心關鍵技術方面，我國將擁有越來越多的話語權。但是，要在短時間想要解決所有卡脖子問題不太現實，需要持之以恒地大強度投入，靜下心來刻苦鉆研，中國芯片自主可控的時代一定會到來。
后記：美國挑起以芯片為核心的科技戰是“人禍”，疫情、地震、火災影響芯片供應鏈是“天災”。人禍和天災造成了芯片產業“國際化分工協作”的好景不在，而且這種好日子也很難再回來。人禍和天災也造成了今天芯片產能全面緊張和芯片供不應求。經過中美芯片科技戰和此次全球性“芯慌”，芯片的重要性已深入人心，芯片技術已成為大國必爭的科技高地，發展我國自主可控的芯片產業是光榮而神圣的使命，任重而道遠。