中国芯片“内循环”的前世今生(图)
回顾一下世界半导体发展过程和中国芯片之路。（图片来源：Adobe Stock）
【看中国2020年9月27日讯】中国国家主席习近平9月11日在科学家座谈会上列举了工业、农业、能源等等几个受制于人的方面。工业当中最为典型的就是芯片，这是最依赖别人，也是最容易受制于人的。下面回顾一下世界半导体发展过程和中国芯片之路。
1947年，美国发明了晶体管，九年之后，一位美国工程师杰克·基尔比（Jack Kilby，1923年11月8日－2005年6月20日）和另一位美国物理学家共同发明了集成电路，把众多缩小的晶体管集中布置到一个半导体硅片上，叫大型集成电路，也叫芯片。
硅，又译矽，是一种化学元素，带着灰蓝色金属光泽且坚硬易碎的晶体。硅介于导体和绝缘体之间，所以叫半导体，硅经过提纯成为高性能半导体材料，是芯片的母体。以研究生产硅为半导体母体芯片的地方，也叫硅谷。所以芯片也叫半导体产业，也叫大型集成电路产业。
发明芯片的基尔比于2000年获诺贝尔物理学奖。作为运算处理中枢，芯片奠定了现代工业文明的基础，也揭开了二十世纪信息革命的序幕。可能当时人们并没意识到这些，因为芯片还比较初级，直到现在，芯片越做越小，性能越来越强大。
芯片之后，美国又有进一步的相关发明，如电脑、因特网、移动电话、智能手机等等，这些共同构成了信息技术革命。所以，这一轮信息技术革命，美国是先驱者，是领导者，如今美国处处主动，处处在上游，因为是技术源发地。在这条纵向产业链上，哪一个国家处在下游，必然受制于人。
1958年芯片出现之后的第五年，也就是1963年，日本从美国引进了集成电路。那时日本是二战后恢复时期，美国对日本采取扶持政策，技术援助。日本的工匠精神，青出于蓝。由此，日本半导体产业后来居上，而且大规模推向了民用消费领域。所以在上世纪的六七十年代，日本是半导体产业的领头羊。
1965年，日韩实现了邦交正常化，日本开始在韩国设厂，韩国把日本从美国引进的技术全盘掌握，某些方面还优于日本。美日韩三国在六七十年代你追我赶，形成了国际性的芯片产业链。
1965年，中国意识到发展大型集成电路是非常重要的一件事，但在冷战时期，中国尽管以研究两弹一星的体制搞芯片，但直到上世纪80年代初，闭关锁国，高新技术与发达国家处在断绝状态，芯片产业没有大的进展。
1982年，中国国务院成立了电子计算机及大型集成电路领导工作小组办公室。这个办公室从1982年到现在已经将近40年，现在还在，简称“大办”。应该说，近40年来，对芯片不可谓不重视。但国产芯片仍然在全球处在相对落后的状态，尤其是高性能芯片，缺口巨大，全世界四分之三的芯片市场在中国，但80%左右还得依赖进口。芯片进口额花费外汇超过了石油一倍多。石油进口一千四百亿美金，芯片进口花费三千多亿美金。
在全球芯片产业链上，中国处在中下游。上游的高端技术、核心技术，关键零部件，关键专利都不在中国手里。全球芯片产业链条上的龙头企业，目前中国还没有一个。芯片里面最典型的内存芯片，目前美国占全球市场一半，韩国占24%左右，日本占10%，欧洲占8%，中国占3%。市场地位非常边缘化。
回头看，60年来中国芯片的发展，在芯片发明和发展的黄金阶段，美日韩欧基本同步，形成全球产业链，而中国那时候闭关锁国。最近十年中国芯片产业已有超过两千家芯片厂商，可以量产14纳米的芯片。
目前，中国和第一阵营美日韩芯片技术迭代，相差至少两到三代。什么意思呢？从现在的14纳米量产，到可以量产7纳米、5纳米。最近有报道，台积电未来一年将开始3纳米量产。当然，芯片不会无限小下去，按科学家推算，芯片的极限是2纳米，这是由硅的分子直径决定的。
芯片产业有其独特的内部结构和产业特性。芯片产业链分为五个子链，或者说芯片产业分为五大行业。
第一，设计。数亿的线路如何集成在一起，首先需要设计。芯片设计全球最大的公司是英国ARM，而设计软件，美国EDA居于垄断地位。最近芯片产业最大的新闻是美国英伟达要从英国手里收购ARM，届时美国在芯片产业上将更加强势垄断。
第二，制造，包括成品制作和半成品制作。半成品是晶圆，高纯度晶圆基本由日本垄断，硅的冶炼，日本人可以冶炼到百分之九十点九后面十一个九，然后做成的晶圆是最好的。在晶圆的基础上再做芯片，大家知道这个行业台积电最大。
第三，封装测试。将芯片压缩到一个板子上，进行合格测试。因为芯片的线路和触点太多，一个地方有万分之零点几的差错，最终结果也是相当大的差错，所以必须逐个测试。
第四，设备。最精密的EUV光刻机是荷兰ASML，生产晶圆的设备，在日本，主要是三菱、索尼等企业占优势。7纳米工艺光刻机目前只有荷兰ASML能够提供，售价1亿美元以上，有钱还不一定能买到。中国上海微电子能够生产制作28纳米芯片的设备。
第五，辅助材料。包括光刻胶、掩膜版、靶材、封装基板等等，这些材料目前中国仍是瓶颈。
(文章仅代表作者个人立场和观点)