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我国高科技产业的现状、困境与对策思考

作者:石培培 刘玉书 李端文   文章来源:本站   点击数:745   发布日期:2023-2-27

摘  要  党的二十大报告指出,“我国科技创新能力还不强”,要求“未来要实现高水平科技自立自强,进入创新型国家前列”。当前,我国经济正在朝着数字化、智能化的方向发展,高科技产业的重要性越来越凸显。同时,美国及其盟友对我国技术封锁的趋势未见减缓。本文以芯片半导体产业为例,对我国高科技产业的现状和困境进行了分析,并提出了相应的对策思考。

关键词  二十大;芯片半导体产业;创新

目前,我国经济发展正在朝着数字化、智能化的方向发展,高科技产业的重要性也越来越凸显。而与此同时,美国及其盟友对我国技术封锁的趋势未见减缓。在此情况下,我国高科技产业发展需要面对大国博弈与我国部分关键高科技领域被“卡脖子”的现实挑战。在大国博弈背景下,高科技产业自立自强发展将成为我国突破部分西方国家高科技封锁的重要抓手,形成全新的高科技产业发展新动能,进一步推动我国高科技产业的自主可控发展。

一、芯片半导体产业的发展现状

(一)芯片半导体产业已成为全球高科技产业发展的一种“技术权力”

芯片半导体产业包含了三个关键词:“芯片”“半导体”“集成电路”。半导体主要由集成电路、光电器件、分立器件、传感器四部分组成,由于集成电路占据了器件市场80%以上的份额,通常将半导体和集成电路等价;同时半导体还包括电阻电容以及二极管等元器件。这些统称为芯片。

芯片半导体产业关系到目前数字时代所有与电子相关的领域。长期以来,芯片半导体产业是一个高度国际化的领域。但自中美贸易争端以来,从半导体对华“断供”风波开始,美国就开始逐步对华科技产业发展采取战略遏制措施,这在芯片半导体领域尤为明显。当前,美国已将芯片半导体视为一种“技术权力”,为争夺对全球半导体供应链的竞争优势,正积极在半导体领域构建基于战略联盟而非基于产业生态的技术联盟。在这种发展趋势下,未来我国芯片半导体产业的独立自主创新是反击美国对华科技产业遏制,实现高质量发展的必由之路。

(二)我国半导体产业发展迅速

据《2022年中国集成电路行业研究报告》数据,在集成电路制造领域,2020年总产值约为2560.1亿元,是2010年的6.1倍多。从产业结构上看,2021年集成电路设计占国内半导体产业产值的45%,集成电路制造占28%,封测占27%。从总体上看,我国在半导体集成电路领域产业上游端的设计环节,发展较快;同时在集成电路封测领域,也达到了世界领先水平。但在集成电路制造方面,我国仍与国际先进水平存在一定的差距。

另从海关总署相关数据看,在芯片出口方面,2021年我国芯片产品进口数量为6354.81亿个,出口数量为3107亿个;进口金额为4396.94亿美元,出口金额为1563亿美元,存在较为明显的贸易逆差。如果把时间线拉长进行历史数据回顾,可以看到,在芯片领域的贸易逆差在2014年至2021年间是逐渐增加的。以上表明,我国目前是全球最重要的半导体芯片市场,但在芯片领域依然需要依赖进口。

(三)当前我国半导体产业发展的优势和机遇

为尽快解决芯片半导体的“卡脖子”问题,我国在政策支持上的力度在不断加强。从中央政府层面看,自2006年至2022年底,我国至少已经出台相关政策20项。政策的持续发力以及我国集中力量办大事的独特优势,不断推动了我国芯片半导体产业的完善发展。分析来看,我国芯片半导体产业发展有以下机遇:一是美国对华科技遏制的不断加强,虽然构成了对我国相关产业发展的威胁,但也强化了我国摆脱芯片半导体国际依赖的共识和决心,在战略执行层面,形成了上下一心的发展机遇;二是中国全球第一的芯片半导体市场,无论对于国内还是国际芯片半导体企业来说,都是不以部分国家意志为转移的现实机遇。

二、我国芯片半导体产业发展的困境

(一)芯片半导体产业发展离不开国际合作

以半导体设备为例,半导体设备全球化集中度非常高,全球前五大厂商市场占有率超过60%。其中,在高端光刻机领域,阿斯麦(ASML)的市场占有率超过80%,用于14纳米以下工艺的EUV光刻机,更是全球独此一家,我国半导体设备厂商只是在部分领域有所突破。当前,我国在芯片半导体制造领域的中游制造行业、下游应用行业,近十余年发展较为迅速,特别是下游芯片半导体应用行业,我国在全球有较强的影响力。但也要看到,我国虽然是全球最大的电子产品生产国,但并不是一个电子制造的强国。根据Gartner和IC Insights的数据,我国大陆地区在2020年相对于美国、中国台湾、韩国、日本、欧洲等主要半导体供应链业者,其营收占比较高者主要集中在外包组装、测试与封装(占21%),无晶圆厂IC设计公司(16%)两个部分,而整合元件制造和晶圆代工仅占1%和9%的份额。

(二)芯片半导体市场供需不平衡,短期内难以打破

据美国半导体行业协会所发布的数据显示,2021年全球半导体市场销售额总计5559亿美元,同比增长26.2%,创下历史新高。从不同区域来看,2021年,中国仍是全球最大的半导体市场,半导体市场销售额为1925亿美元,同比增长27.1%。然而,从供给方面看,我国国内市场很难做到自给自足。根据IC Insights的数据,2021年中国芯片市场需求规模高达1870亿美元,而总产值仅312亿美元,仅占需求量的16.7%。虽然我国芯片半导体自给率在不断提升,但未来较长一段时间,仍难以打破自主供应受限的问题。

(三)部分领域已实现在国际层面的“并跑”,但高端芯片依然是短板

近年来,我国芯片半导体领域发展迅速,在曝光设备、薄膜沉积、蚀刻机等制程设备上均有企业开始涉足,具备了一定的开发能力,如中微公司介质刻蚀机已经打入5nm制程;北方华创硅刻蚀进入SMIC 28nm生产线量产;屹唐半导体(Mattson)在去胶设备市场的占有率居全球第二;盛美半导体单片清洗机在海力士、长存、SMIC等产线量产;沈阳拓荆PECVD打入SMIC、华力微28nm生产线量产;2018年ALD通过客户14nm工艺验证;精测电子、上海睿励在测量领域突破国外垄断等。但7nm及以下的芯片的量产,还存在很大的挑战,难以满足先进制程制造的需求。

(四)人才错配情形较为突出

人才短缺问题也是当前我国芯片半导体产业发展重要的挑战。以芯片半导体产业中的集成电路产业为例,我国集成电路产业人才培育存在五大问题:高端和领军人才缺乏、产业人才实操能力和工程经验匮乏、产业人才争夺无序竞争态势明显、创新人才缺乏以及人才培养的产教融合有待进一步增强。此外,无论是从国内权威媒体报道来看,还是从实际用人企业通过各种媒体的公开反馈情况来分析,都显示当前我国芯片半导体人才的专业能力培养与企业界需求还存在一定的差距。如高校的相关课程赶不上芯片半导体产业界的快速发展、高校师资对于制造业一线实际进展的掌握也存在一定的滞后性,急需新的产学研模式来弥补目前人才培养的相关问题。

(五)美国遏制力度不断加大

近年来,美国对华高科技产业发展的遏制力度不断加大,并试图联合其盟友,对我国进行长期的高科技发展战略封锁。综合2018年以来的情况看,美国对我国芯片半导体发展的遏制主要体现在以下方面:一是根据301条款发起对华贸易调查,加征关税;二是加强大陆对美芯片半导体产业投资的审查;三是加强相关高科技产品和设备对华的出口管制;四是协同盟友通过供应链控制等开展对华遏制;五是不断出台新的发展措施促进本国相关产业和科研体系发展;六是阻止高科技人才赴华工作,阻碍中国与国际社会的高科技学术科研交流,限制中国学生在美研习高科技和重要基础理工类专业。

三、我国芯片半导体产业发展的对策思考

(一)高科技产业的发展不能否定我国早期的科技发展战略

我国当前的高科技产业发展政策,与早期的“市场换技术”,各地市场发展先行尝试的措施并不矛盾,不否定过去政策的积极意义,是做好高科技产业发展的一个前提。在改革开放初期,“市场换技术”是稳住强国竞争、迅速了解国际科技前沿动态,密切科技创新联系的一种战略妥协,闭门造车难以取得快速突破。当前,我国作为世界第二大经济体,已具备了较为良好的应对西方战略遏制的能力。但在改革开放初期,如果不牺牲部分市场,能否创造出我国良好的对外开放环境,这是一个需要深思的问题。

此外,随着互联网的发展,当前的各国创新,尤其是企业产品的创新与主要的发达国家有着不同层次的密切联系,我国的高科技产业的发展,更不能与国际脱离联系。在培育具有国际竞争力的尖端产品,创造全球性创新生态链的现代科技创新要求下,更是要克服困难、逆流而上,进一步加强国际交流。

(二)加强国际合作,进一步重视高科技产业健康的市场竞争秩序

尊重市场规律,形成健康的市场竞争秩序,这对于高科技产业而言,尤为重要。我国的芯片半导体产业经过数代人的奋斗,已不是幼稚产业,保护与竞争、淘汰等需要并行推进。当前,我国已占据了全球过半的半导体需求,除芯片制造我国还与国际发展存在较大差距,在晶圆材料生产、封测和电子产品制造方面在全球竞争中已经具备了举足轻重的规模。总结美国的半导体产业发展经验,在行业发展早期是需要产业政策扶持的,但是随着自身产业发展的不断成熟,要逐步从产业政策扶持转向产业政策与贸易政策相结合的方式,适当引进竞争机制,淘汰落后产能,同时为有竞争力的企业提供更好的创新空间。并且长远来看,我国的芯片半导体行业,与美国等发达国家在全球的较量是难以回避的,长期的竞争将会是常态。总体而言,健康的市场竞争秩序,将铸就我国高科技产业更强的国际竞争力。

(三)高科技产业发展不是单点突破,而要均衡发展

应对大国博弈中的战略制衡没有捷径可走,需要强化国家创新整合机制的作用,深化机构改革,促进均衡发展与产业创新的密切联系。美国、日本都有较为完整的国家创新联动机制,不论是日本的半导体经连体(Keiretsu)还是美国的半导体联盟(Sematech),都实现了连接产学研,形成本国创新联动活力的机制,减少了国内重复科研成本,强化了组织国内力量对产业难题共同攻关,推动科技成果产品化的作用。另外,日本和美国科技产业发展和博弈的过程也表明,国家稳定的政局、产业均衡的发展是科技产业实现全球赶超的重要前提,而单点突破的战略要充分考虑本国的实际情况和国际市场中的位置,否则较为容易被他国遏制。

(四)高科技产业发展避免进入“战斗”模式

高科技产业发展存在一个现象:即从新闻报道、地方政府和相关企业的公开表态,以及通过开源搜索的相关行业工厂和组织标语中,就会发现大量的“攻关会战”或“战斗精神”等高频词语。然而,“攻关会战”或“战斗”模式能否与我国高科技产业发展相适应需要慎之又慎。一是科技自主创新,以芯片半导体为例,虽然有军用的领域,但面向民用的产品才是支撑芯片半导体市场良性发展的主体。较之战斗武器装备,民用产品对人性化的体验、产品的设计、性能等要求更具有多元化、多层次化。因此,当前的自主创新,不仅是能不能造的问题,更要考虑制造成本、消费者爱不爱用的问题。所以,芯片半导体产业的生命线能否最后在国内国际市场上具备产品竞争优势,形成良性的产销循环,是一个持续动态的过程,不是打赢几次 “攻关会战”或长期处于“战斗”状态能够解决的。二是对于企业组织而言,市场和战场虽有一些相似点,但其有着本质的区别。对于企业而言,“我们的对手可能针锋相对,但我们的用户不是敌人”。因此,面向市场产品的“杀伤力”来自于对用户的了解,不能一味求大、求全。要从“市场长尾”中进行细分,找准机会迎难而上。如果不能培育可持续的市场需求,就形成不了正向的反馈机制,最终单方面的投入也是不可持续的。这个过程并不是“整齐划一”的,更不是“一刀切”的,需要充分调动企业的自主性,不断试错,在不断“打败仗”中积累经验和提升竞争力,更不能因为部分企业遇到了来自国际封锁等遭遇就推行政治化、激进化、战斗化模式。高科技产业的发展过程是一个需要保持高度韧性的过程,需要盯着用户、盯着市场,迎难而上,稳步推进,在长期的市场磨合过程中形成真正经受住考验的核心竞争力。

(五)高科技产业发展要淡化“成功文化”,建立包容性的监管制度

我国对于自上而下推行的科技创新发展,有着较强的“成功文化”导向,即一切工作为了确保最终目标的成功,如某型火箭的成功发射等。但芯片半导体产业的发展需要创新探索,具有一定的不确定性。如果所有的计划最终都一定要“成功”,容易诱发诸多问题,且对于担当相关创新项目的责任人而言,会面临巨大的失败风险责任,最终演变为一种创新束缚。具体到高科技产业的发展,也同样面临此类问题:没有人能够确保某一个高科技产业在限定的时间内,一定能最终取得关键突破,达到世界领先水平,而只是在该高科技产业的发展最终成功后,反过来去梳理该产业成功的因素。因此,建立容忍失败的包容性监管制度,淡化“成功文化”,是推动高科技产业发展的重要保障。此外,创新的失败对于高科技产业而言,同样也具有积极的意义,科技创新的失败本身就是迈向成功的积累。以第五代计算机研发为例,20世纪80年代美国和日本的第五代计算机研发项目虽然最终均宣告失败,但却因此培养了人才,锻造了研发体系,第五代计算机研发的“遗产”也对美国和日本的发展发挥了积极的作用,为后来两国的IT产业腾飞奠定了一定的基础。因此,科技创新与竞争过程中的失败,是高科技行业发展的必经过程,对于高科技产业发展而言,由于科技产业高风险的特性,也必然会经历各种挫折。但从积极的角度看,不断发展、攻克苦难,才是高科技产业在不断向前发展的重要指征。所以,建立包容性的监管制度,对于高科技产业发展具有非常现实的积极作用。

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本文系国家社科基金“美国国会涉华立法行为研究”(编号20BGJ060)的阶段性成果。

(作者单位:石培培 中国社会科学院、博士;刘玉书  李端文 北京数规科技中心)

【责任编辑:江知】

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