“芯”想事成：中国芯片产业的博弈与突围
Author: 陈芳 董瑞丰 编著, SoBooKs.cc
Date: 2019-02-26T16:00:00+00:00

“芯”想事成
中国芯片产业的博弈与突围

Deciphering China's CHIPS Industry

陈芳　董瑞丰/编著

人民邮电出版社
北京

版权信息

COPYRIGHT

书名：“芯”想事成：中国芯片产业的博弈与突围
作者：陈芳；董瑞丰
出版社：人民邮电出版社
出版时间：2018年8月
ISBN：9787115492098

内容提要

太平洋彼岸的一则禁令，让国人感受到了一颗小芯片的分量。对中兴“定向打击”释放出非同寻常的信号，令中国IT企业感到寒意袭人。面临严峻局势，人们日益明白这样的硬道理：核心技术乃国之重器。加快构建关键核心技术攻坚体制，打好“芯片”攻坚战，是必须跨越之坎。

本书以国家通讯社记者的专业视角，将太平洋彼岸“一剑封喉”的制裁事件，还原到中国改革开放的历史长周期和多国在高技术领域激烈博弈的坐标系上，深刻、生动、客观地再现中国创新发展的艰难历程与艰苦卓绝的努力，多维度解读中国芯片困境，不仅是对芯片之路道阻且长的冷静评判和剖析，更是对创新发展规律的总结提炼与再认识。

罗马不是一天建成的。中国“芯”之路没有捷径可走。本书主要分析中美贸易摩擦的实质，研判芯片被“卡脖子”的风险，透过集成电路的世纪变迁，对比芯片产业在美、日、韩等国的崛起之路，追溯中国芯片产业从无到有的发展历程，填补芯片技术与公众认知之间的鸿沟，前瞻中国“芯”如何突围。

前言
Preface

时间从未如此紧迫，中国“芯”正面临着一场生死竞速。

当地时间2018年4月16日，美国商务部突然宣布对中兴通讯的制裁令。即便是专门跟踪科技领域的记者，也颇感意外：美国政府竟然真的对一家中国企业发起了“定向打击”！而中兴作为全球第四大通信设备制造商，竟然会被一拳击倒。

从“301调查”到关税清单再到直接禁售芯片，美方的行动不断升级。

种种迹象显示，中兴事件不是偶然、孤立的案例，中国“芯”也不是这场战略博弈中的唯一压力点。这是组合拳里试探性的一记摆拳，抑或是大棋局中精心布下的一枚棋子，我们应当将其放置在广阔的全球视野和历史大潮中去观察。

芯片技术，现代工业和信息社会的基石，是不容被“卡脖子”的关键核心技术。

与中国信息产业的蓬勃发展相比，中国芯片长年发展滞后，“心脏病”之说由来已久，以至于中国芯片危机成了典型的“灰犀牛”——风险就在身边，许多人却熟视无睹。每日海量纯净版书籍,大师课精彩分享微.信:dedao555

时至今日，自主可控已成为事关国家安全的重大战略问题，芯片企业也不能总是寄人篱下，在别人已有的环境中说“me too！”

要不要碰多数人认为不可做的核心技术、敢不敢大投入去做市场化的产品？创新大国背后到底暴露出哪些“卡脖子”问题？带着这样的困惑去追寻，发现30年前就已经不乏这样的疑问。

曾几何时，中国研制CPU时一片嘲笑声——花这点钱想做CPU，真是“鸡蛋碰石头”。

服务器也好，CPU也好，不管多么复杂，对中国芯片探路者而言，“明知山有虎，偏向虎山行”，必须试之。

在过去这些年里，中国“芯”尝试过“以买代造”，尝试过“市场换技术”，尝试过借用资本的力量吸收消化核心技术，也学习过美国的市场竞争，学习过日本的产业引导，学习过韩国的资本扶持，但成果总是差强人意。

是因为中国芯片发展错过了技术和产业的“黄金期”吗?诚然，奋起直追需要翻越更多的高山，甚至需要一些“逆周期”的非常举措。方舟、龙芯、申威……让人们明白了一个事实，通过掌握核心技术打造自主品牌需要长期的技术积累，不能急于求成，必须持之以恒，不放弃，不动摇。

有人说，中兴事件给中国制造兜头浇了一盆凉水，中国“芯”病更是扯下了中国科技的“遮羞布”。果真如此吗？与世界科技强国相比，我们还有很多差距和不足，但中国科技实现的历史性跨越也摆在那里。我们有自信，但不自大。

创新是一个试错过程，设计能力再强的公司也不可能一次设计满足全部要求，只有把最新的技术和产品“用起来”，我们才能找到需要“打补丁”的地方。

以芯片为例，从全世界的产业发展历史和现状看，也没有哪一个企业甚至一个国家可以实现芯片全产业链的完全自我供给。

围绕这个紧急但影响深远的事件，即使是那些很少在公众面前露面的科学家、企业家也大声疾呼：自主可控是一条坎坷之路，但这绝不代表我们要封闭起来。同时，这也是一条团结和奋进之路，自主可控是“用”出来的，要给芯片企业试用和完善的机会。

在这本书里，我们试图探寻和解答几个疑问：这轮贸易摩擦的真相是什么？中国“芯”为何遭遇这样的困局？未来将何去何从？

要从浩瀚的原材料中，合理选择片段，构成一幅芯片困境突围的中国拼图，对我们来说，无疑是个不小的挑战。以通俗的语言，把围绕芯片的大国博弈与芯片60年历史娓娓道来，更是一个艰巨的任务。

这类题材不仅难在专业艰涩，更难在能否有既见树木也见森林的理性与从容。总要有人披荆斩棘。

感谢人民邮电出版社，没有他们的大力支持与敦促，我们不可能在短短几个月时间内完成这项不可能的任务，他们的耐心与专业，促成了本书的最终成稿和出版。

感谢新华社社长蔡名照、总编辑何平、副社长张宿堂，感谢国内部领导赵承、秦杰、陈玩娟、霍小光、陈二厚，始终勉励我们秉承专业精神、探寻新闻背后的本质。

感谢中国科学院、中国计算机学会、中国电子学会以及接受我们采访的所有人，给予我们如此宝贵的真知灼见，让我们得以洞察芯片背后的风云变幻。

感谢我们的同事，一直鼓励支持砥砺同行。也感谢我们各自的家人，理解和全力支持我们为这本书付出大量业余时间。

就在本书即将截稿的时候，大洋彼岸传来消息：2018年7月13日，美国商务部正式解除了对中兴的禁令，在经历长达三个月的动荡之后，中兴事件迎来了转机。

这三个月里，世界局势也跌宕起伏：美国威胁对中国加征的关税，已经从500亿美元增加为5000亿美元；欧盟将对美国谷歌公司处以巨额罚款，预示美欧经贸矛盾加剧；美俄首脑终于会晤但效果却不如预期；日本与欧盟初步达成协议，要建立世界最大的自由贸易区……

从科技迅猛革新到世界经贸秩序剧烈调整，从新的社会思潮孕育再到全球地缘政治格局重塑，很难说这不是一场大变局的前夜。

小小的芯片之地，率先投射了这场大变局的风云诡谲。

我们衷心希望，这本书能让广大读者一听时代大潮的涌动之声。

陈芳 董瑞丰

2018年7月

第1章
美国要打“科技冷战”？

引子

中美贸易摩擦愈演愈烈！

500亿、2000亿、5000亿……从剑拔弩张、讨价还价到变本加厉、步步紧逼。

如陨落湖面的巨石，激起了巨大的涟漪。“灰犀牛”风险正加速向高新技术领域扩散。

这是一场没有硝烟的贸易战争，也是一场无法回避的科技赛跑。竞赛者不在一条起跑线上，领跑者竭力捍卫优势，后发者鼓足劲猛追。

命运攸关的时刻，像避雷针的尖端瞬间集中了大气层的电流一样，剧变在极短的时间内发生。

中兴，能挺过这一关吗？

黑暗无论怎样悠长，白昼总会到来。

——［英］威廉·莎士比亚《麦克白》

1.1 美国人突然动手

2017年1月20日中午（当地时间，下同），商人出身、一头金发的唐纳德·特朗普（Donald Trump）在数十万观礼群众的欢呼声中，正式宣誓成为美利坚合众国第45任总统。军乐队奏响乐曲，21声礼炮轰鸣。

唐纳德·特朗普当选美国总统

1900千米之外，位于得克萨斯州理查森市的中兴通讯美国总部大楼里，电视屏幕正在直播就职典礼。这位高喊“美国优先”一路冲进白宫的新总统，曾经出版过一本名为《交易的艺术》的书，有着不按常理出牌的名声，让中兴通讯美国业务的负责人程立新心中多了几分忐忑。

理查森市的人口仅有约10万，但以该市为中心的方圆73平方千米的范围内，坐落了包括AT&T、爱立信、思科、三星、德州仪器、富士通等在内的5000多家大大小小的IT公司。在这个圈子里，中兴是后来者。

虽然中兴也像那些极力融入美国本土的外来企业一样，赞助了得克萨斯州的两支NBA球队，雇用了顶级的律师事务所和游说公司，甚至每年要花大约30亿～50亿美元向美国公司购买技术许可和芯片。但总体来说，中兴与美国当局的关系不算融洽。

2012年，美国国会曾公布了一份关于中兴、华为两家中国通信制造企业是否会对美国国家安全造成威胁的调查报告，尽管结论并无任何实质性的获得，但直接言明这两家企业“不可信任”。2016年，美国商务部又声称中兴通讯违反了美国相关禁令，美国政府以中兴通讯及其三家关联公司违反美国相关出口禁令为由，将中兴列入出口限制名单，限制美国供应商向中兴出口包括芯片在内的美国产品。

不过，作为全球主要综合通信解决方案提供商之一，中兴通讯与众多美国供应商一直保持着融洽的关系，为全美10多万个高科技就业岗位提供支持。这是一家业务遍及全球150多个国家和地区、员工近8万人的国际化大企业，普通的商业风波并不足以致命。事实上，中兴正在克服这些国际化征程中的“坎坷”。美国国会公布“中兴不可信任”的报告后，程立新并未如坐针毡，通过一系列商业广告以及企业社会责任的展现，包括与著名的休斯敦火箭队联手举办慈善之夜活动，他在公开采访中乐观地表示：“到目前为止国会的报告并未对我们在美国的业务造成负面影响……实际上，它还帮助我们塑造了自己的品牌。每日海量纯净版书籍,大师课精彩分享微.信:dedao555”

就在特朗普就任总统的同时，中兴与美国商务部的谈判已接近尾声，大约在2个月后，中兴同意支付8.9亿美元巨额罚款以取得和解。虽然挨了一记重拳，但对于这家年销售额超过150亿美元的企业来说，也还吃得住劲。

特朗普就职前一天，程立新在微博上发了几张白宫的照片，写道：The USA is ready for the new President（美国将迎来新总统）。此时的他，以及1.1万千米之外位于中国广东省深圳市的中兴通讯总部的董事会成员们，恐怕都不会想象得出，美国这位新总统未来将会怎样展示“交易的艺术”，并在一年之后突然将中兴逼到了万丈悬崖边上。

2018年4月15日，美国商务部突然激活了针对中兴的出口限制令，禁止美国公司未来7年里向中兴销售零部件、软件和技术。依据一年前达成的和解协议，这个限制令本来已经暂缓执行。但美国商务部突然通知中兴，限制令自当日起立即生效，有效期直至2025年3月13日。

禁令一出，中兴的美国供应商都纷纷中断合作，停止执行合同。媒体引述中兴一名内部人士的话说：“我们被禁止和美国商业伙伴，比如高通、英特尔或博通等通电话或是交流技术。”

英国《金融时报》认为，此举将意味着任何美国公司在世界上任何地方都不得与中兴通讯做生意。

中兴突然面临灭顶之灾。

中兴通讯的主营业务包括基站、光通信和手机。尽管没有准确数据，但外界普遍估计，中兴每年的芯片采购量大概在2亿块以上，这些芯片来自于英特尔、高通、赛灵思、德州仪器、亚德诺半导体等美国公司。

一名证券市场分析师给出这样的分析：中兴通讯有20%～30%的元器件由总部在美国的厂商供应，如果禁令真的立即执行，目前没有中国厂商能够提供替代品，而中兴的存货量仅够维持2个月左右。

当天，中兴通讯同时在港交所和深交所紧急停牌。美国商业杂志《福布斯》悲观地预测称，中兴可能在未来几周内申请破产。

狂澜来临之前，中兴通讯正在迎接近年来业绩最好的时刻：2017财年实现营业收入1088.2亿元人民币，同比增长7.5%；归属于上市公司股东的净利润为45.7亿元人民币，同比增长293.8%。2018年则是中兴通讯抓住5G商用部署风口的关键一年，随着5G核心产品领域在全球扩展，中兴的前景本应相当乐观。

形势急转直下。4月20日上午，中兴在官网上发布声明称，美国商务部工业和安全局在相关调查尚未结束之前，执意对公司施以最严厉的制裁，对中兴通讯极不公平，中兴不能接受。

当天下午，这家中国第二大电信设备公司在深圳总部举行新闻发布会，董事长殷一民坦承：“美国的禁令可能导致中兴通讯进入休克状态。”

2018年4月20日，中兴通讯在深圳总部举行发布会

1.2 为什么是中兴

中兴一直被视作中国通信业成就的代表企业之一。无论是从科技创新能力、市场运营能力，还是企业国际化程度，这个全球通信行业的马拉松选手，熬过太多的苦难。

看看这一连串的光环：全球四大通信设备厂家之一、连续8年全球PCT专利申请量业界前三的企业、中国高科技企业走出海外的“标杆”企业代表……谁能相信，美国这一击，会让中兴缺“芯”的痛点如此显露？

一、光环之下潜藏隐忧

很长一段时间，中兴手机的CPU 都大量使用了采购自美国半导体巨头高通公司的芯片组。不仅如此，大量光器件、用于基站建设的核心器件也严重依赖进口。

还有人怀疑美国人一直拽着中兴不撒手，非把它放在中美谈判桌上使劲儿“摩擦”，是不是对中国5G发展的遏制？

近年来，作为第五代移动通信技术的5G，受到了全球许多国家的空前关注，有别于它之前的2G、3G、4G等几代技术主要由企业和行业组织推动，当前各个国家均出台了针对5G的“国家计划”。

渴望5G领先的美国，希望挽回3G、4G的颓势，重新树立在移动通信领域的技术主导地位。2016年7月，美国联邦通信委员会(FCC)就为5G网络分配了频率资源，是全球首个开放5G频谱资源的国家。美国商务部长威尔伯·罗斯(Wilbur Ross)也曾表示，建设下一代5G移动网络是特朗普政府的首要任务。

美国的三大运营商Verizon、AT&T和T-Mobile也都公布了自己的5G计划，并同三星、爱立信、诺基亚、高通、英特尔等公司开展了技术和商用部署实验。其商用服务的时间最早为2018年。

众多科技巨头和专家认为，5G时代的大幕正徐徐开启。其中，以华为、中兴为代表的中国企业比以往任何时候更加靠近新技术的舞台中央。近两年，中兴在5G上持续发力。这家在中国成长壮大的高科技通信企业，在电信设备领域，全球份额达13%；在手机领域，是美国第四大手机销售商，也是我国A股上市企业中研发投入高的科技企业，产品在整个通信领域实现端到端覆盖，服务于全球150多个国家和地区；在网络交付和运维服务方面，中兴已在全球设立了100多个代表处或子公司，建立了全球端到端的售前售后服务体系。

截至2017年末，中兴公司已经拥有的5G战略布局专利在全球超过2000件。就在发展的关键时刻，美国政府将枪口“精确”地瞄准了中兴。

中兴通讯创始人侯为贵

时钟拨回到1984年8月，军工企业航天691厂的技术科科长侯为贵受单位委派来到深圳，要在成立不久的经济特区寻找合作伙伴。9个月后，中兴半导体有限公司成立，注册资金280万元人民币，侯为贵出任总经理。

这是中兴崛起的开始。

1989年，中兴研发出中国第一台具有自主知识产权的数字程控交换机，由此从一家做电子表、电风扇、电话机的加工商转型成为通信设备制造商。1997年，一河之隔的香港回归祖国，这一年，改名为中兴通讯的新公司在深圳证券交易所上市。此后，中兴通讯又作为中国内地首家A股上市公司成功在香港上市。

2007年，中兴通讯的销售规模位居全球第八，成为与爱立信、诺基亚等“老字号”齐名的通信设备企业。到2016年侯为贵辞去董事长一职时，中兴已经成长为一家年销售额超过千亿元人民币，员工近8万人，业务涵盖通信设备制造、智能手机、计算机软硬件的跨国企业。

如大江东去，浩浩荡荡。那些当初或许并不起眼的浪花，一个追赶着一个，终有一日汇聚成急速飞转的漩涡，试图将一切过往吞噬。

二、隐患是在2012年埋下的

那一年，中兴通过签订合同的方式，将一批搭载了美国科技公司软硬件的产品出售给伊朗的电信运营商。这笔生意涉嫌违反美国《伊朗交易与制裁条例》。在此条例中，美国政府禁止其制造的任何高科技产品出口至伊朗。

这一事件遭到英国媒体曝光，美国联邦调查局（FBI）等多个部门随即对中兴展开调查。4年之后，2016年3月7日，美国商务部公布调查结果，以中兴通讯“违反美国出口限制法规”为由，对中兴采取限制出口措施。为了叙述方便，我们姑且称之为制裁1.0版本。

在这次制裁过程中，美国商务部在官方网站披露了他们获得的中兴内部文件。文件显示，中兴当时在伊朗等美国“禁运国”有项目正在执行，这些项目一定程度上依赖于美国的供应链。

2017 年 3 月 7 日，中兴与美国政府签署和解协议。中兴承认美国的3项指控，支付约 8.9 亿美元的罚金，承诺解雇4名高管，并对涉事的35名员工进行削减奖金的处罚。

不过，美国商务部在和解协议中留下了一个“小辫子”：对中兴还有 3 亿美元罚金和元器件禁令可以暂缓执行，至于如何“暂缓执行”，要根据中兴对协议的遵守情况而定。

这个“小辫子”直接导致了2018年的制裁2.0版本。简单来说，这简直是一起“给员工发奖金导致的制裁”。

2018年3月13日，美国商务部工业和安全局发函告知中兴通讯称，由于中兴违反了和解协议中的暂缓条款，前述暂缓制裁即将生效。其中最大的理由，是中兴没有按规定减少35名员工的奖金。

美国商务部在官网上发布声明强调，中兴没有遵守此前达成的和解协议，并且在面对美方调查时做了虚假陈述。但中兴随即发布声明称，违规事件其实是中兴自己通过专业律师事务所查出来，且主动通报给美国商务部并寻求协作处理的，可最后却被对方直接封杀。

中兴强调，美国商务部无视中兴过去2年在遵循出口管制方面的努力，无视中兴的主动自查和通报，无视公司第一时间即解雇了相关责任人。因此，中兴表示“不能接受”美国商务部的制裁2.0版本。

对此，中国的互联网上一度吵开了锅。一部分声音认为，根据美国国情，政府假如没有确凿证据，不敢贸然对企业下封杀令，而对中兴提出制裁2.0版本，正是因为美国政府掌握了充分的证据。另一部分意见认为，美国提出制裁2.0版本的由头只是一个“搞事情”的借口，即使不是发奖金，也完全可以找出其他理由。

“如果说中兴确实违反了美方禁令，那也应该是‘小偷小摸’级别，可以判个三五年。但现在上来就认定是‘杀人放火’，要处以极刑，这是典型的量刑过重，‘醉翁之意不在酒’。”国内IT界的一位资深人士这样说。

在专家看来，美国可以早点制裁中兴，也可以晚点制裁中兴，甚至可以不制裁中兴。其实这就是美国手里的一张牌。中美之间的贸易摩擦，刚好让美国有了打出这张牌的一个时机。

细心的人士注意到，2017年，美国政府对华的贸易摩擦主要集中在钢铁、铝、光伏等产业，这些商品的贸易量占中美贸易大盘子的比重比较小。但这次基于“301调查”的贸易制裁是一个转折，由传统的贸易摩擦商品转而聚焦在高新技术等产业。

显然，美国的核心目标只有一个，就是维护美国在研究和技术方面的领先地位，遏制中国产业从劳动密集型向资本技术密集型转型升级，延缓中国制造业在全球价值链中从下游向中上游的移动。

中兴事件时间线复盘

1.3 “贸易战”还是“科技战”

像中兴这样体量巨大的公司，被外界瞬间击打到“休克”，历史上鲜有先例。

一些人没意识到后果的严重性，以为就是销售额受损下降，外加处以巨额罚款，“被美国人敲了一笔”。也有人试图把中兴事件与正在不断深化的中美贸易摩擦分离开来，认为是中兴犯错在先，美国人就事论事，“没必要上纲上线”。

事情真有这么简单吗？

我们需要详细回顾一下持续发酵的中美贸易摩擦。在过去30年里，尽管中美之间曾多次发生贸易争端，但这一轮以“301调查”为标志的贸易摩擦，在内容和影响上都体现出与以往有本质的区别。

征兆出现在2017年底。这一年12月18日，美国总统特朗普发布了他上台后的首份《国家安全战略报告》，将中国定位为美国“战略上的竞争对手”。报告还强调，美国的经济安全是国家安全的重要组成部分，美国将与各国“打造公平、互惠的经济关系，并利用其能源优势来确保国际市场的开放”。

据白宫官员对外透露，特朗普对这份报告十分满意，因此决定亲自出面发表演讲。

自1986年以来，每一任美国总统都要公布其任内的《国家安全战略报告》，为美国国家安全制定一个明确的计划，并向美国的盟友和对手释放出清晰信号，因此广受国际社会关注。但在执政第一年就推出这份报告，且由总统亲自出面介绍，这都打破了常规。时任美国总统国家安全事务助理赫伯特·雷蒙德·麦克马斯特（Herbert Raymond McMaster）公开表示，新版美国国家安全战略是对此前几十年美国外交政策的“重大反思”，将为美国恢复战略信心奠定基础。

经过一段时间的准备，2018年3月，特朗普政府决定对中国出口美国的钢铁和铝产品增加关税。正当人们以为这是一个冲动鲁莽的决策，抑或是一项常规的讨价还价举措时，特朗普政府很快又以中国涉嫌强制技术转移等为借口签署法案，拟对500亿美元左右出口美国的中国商品加征25%的关税。

中国商务部随即宣布了反制措施。但特朗普政府继续提高调门，要求美国贸易代表办公室额外对更大额度的中国进口商品加征关税。也“恰好”就在此时，美国商务部宣布了对中兴通讯的“禁令”。

在接下来的近三个月中，中美双方谈判团队反复穿梭于北京和华盛顿之间，力图解决分歧。然而，美国一次又一次“弃约”，中美贸易摩擦终于进入剑拔弩张的状态。

美国用来惩罚中国的理由，名叫“301条款”，来源是《1974年贸易改革法》的第301节。业界专家认为，虽然是法律，但基本是只要美国认定自己在贸易中受到损害，就可以单方面进行制裁。

这并不是中国第一次遭受美国的“301条款”制裁。

20世纪90年代，美国就三次援引“301条款”对中国进行调查。在克林顿当总统的时期，美国曾重重制裁中国的纺织业出口。当时中国的外汇储备没多少，纺织业又是重要的创汇手段，影响可想而知。

在这场变化莫测的博弈中，除了美国总统特朗普是主角外，还有一个人不得不提，那就是美国贸易代表罗伯特·莱特希泽（Robert Lighthizer）。这位在纽约和华盛顿摸爬滚打多年的资深律师，20世纪80年代就曾任职于里根政府的美国贸易代表办公室，在1984—1985年美日钢铁协议谈判中力压日本限制对美出口，是出了名的贸易“鹰派”人物。

莱特希泽长期以来一直在不同场合指责中国从世界贸易组织（The World Trade Organization，WTO）“占了便宜”，这一点深得特朗普的欣赏。在特朗普还未正式就任前，外界就已经盛传新总统将提名莱特希泽担任美国贸易代表办公室负责人——这是一个正部级的内阁官员职位，直接对总统和国会负责。路透社在当时的一篇报道中引述熟悉莱特希泽的人士的话称，“他非常聪明，非常具有战略性，并且无所畏惧。一旦他负责此事，他将动用一切可能的工具来阻止中国及其他国家‘作弊’，他可不是WTO的粉丝。”

美国贸易代表罗伯特·莱特希泽 来源：路透社

正是莱特希泽的“无所畏惧”，让他说出了美国发动“贸易战”的根本原因。2018年3月22日，他在参议院作证时称，中国要运用科技并投入几千亿元以实现“中国制造2025”计划发展的主要产业，到2025年基本上达到国际领先地位，这将对美国不利。

他表示，此次“301调查”就是要干扰“中国制造2025”中确定的、使中国成为制造业国际领跑者的努力。“中国制造2025”的十大关键领域都将被列为关税“重点关照”的对象。

莱特希泽在参议院作证的当天，特朗普签署了对华贸易备忘录。根据美贸易代表办公室公布的对华“301调查”结果，宣布将对价值500亿美元的约1300类中国进口产品征收关税，并限制中国企业对美投资并购。这份清单，涵盖了航空航天、信息科技、通信工程、自动化机器人、医疗设备等高科技领域。

虽然发起贸易摩擦的美国官员口口声声表示，要扭转中美贸易逆差，但纵观184页的“301调查”报告，“逆差”只出现了一次。这份报告重点讨论的是中国产业政策。美国宣布加征至25%的中国产品基本上就是中国战略性新兴产业的高科技产品，而并非中美贸易逆差产品，有些甚至是顺差产品.。

301条款

对此，一位国际战略咨询专家在《联合早报》上撰文指出，“301调查”报告非常清楚地表明，美国要改变的是影响美国战略发展的制度性因素。如果说美国对华的前五次301贸易调查，还基本属于战术层面修正与调整的话，特朗普政府的此轮大动作，则是事关全局的、战略性的、经过长期酝酿和深思熟虑的行为。

“其目标不仅是简单修正平衡中美贸易的巨额数字差距，而且意在要求中国必须改革有关贸易政策、体制和行为，形成双方贸易平台的公平对等，从根本上扭转中美贸易过程中美国的被动态势。”这位战略咨询专家说。

在中国工业经济联合会执行副会长兼秘书长熊梦看来，这次“301调查”有几个特殊性：一是没有申请人申请，而是由美国政府主动发起的调查；二是调查使用的是301（b）程序，即未违规之诉，在未能认定中国违反国际承诺的情况下，仅仅因为可能有“不合理”和“歧视”的措施对美国商业利益产生不利影响即对中国发起调查；三是在世贸组织规则生效后，美国首次在301调查结果公布时宣布将征收高额附加惩罚性关税(如果付诸实施，可能成为世贸组织成立后美国第一次用违反世贸规则的方式实施301措施）；四是对于如此复杂的调查，美国仅仅用了8个月完成调查程序，比以往大部分调查更为仓促。

专家分析认为，中国在高科技和战略性新兴产业的竞争优势，不是由于中国的技术转让制度造成的。实际上，中国制造业整体技术水平的提升和国际竞争力的增强主要来自于中国创新投入的增加和制造业的综合竞争优势。

高科技产品无疑是美国最看重的领地，也是其“扭转贸易不公平”的一个主要施压工具。中国香港科技大学经济系教授朴之水认为，经济发展根本上还是被创新所驱动的，而美国对中国最大的优势在于创新质量和技术发展能力的引领地位。因此，这也是美国要坚决保护的。

因此出现了很奇怪的场景，美国作为世界第一强国，制裁中国的出口商品是清一色的高科技；反过来中国作为回应的一方，制裁美国的却尽是大豆这样的农产品。

美国试图让“贸易战”为表、“科技战”为里，综合打击中国高科技产业的发展，短期内势必带来一些不利影响，但长期看，能否阻挡中国在高科技领域的突围，国际上并不看好。

知名政经杂志《经济学人》认为，中国政府将“企业”“消费者”“政策”三者有机结合，形成良好的科技战略，找到了“技术”“市场”“管理”之间的平衡点，这是中国高科技产业发展的根本保障。

说起来，全球化潮流最早来自以美国为首的西方国家。美国主导下的全球化生产与协作，分为三个层级：资源提供国、生产和商品输出国、消费和标准制定国。美国处于金字塔顶端，经济利益自下而上地输送，霸权控制自上而下地不断固化。

在这一体系下，跨国企业利用技术高地、资本优势、专利壁垒等，如潮水般涌向全球各地。这也是为什么许多发展中国家对全球化又爱又恨的原因：爱的是它带来的巨大经济动能和发展加速度，恨的是它席卷一切、毫不留情淹没后发者的汹汹之势。

至于为什么美国要抛弃自己一手引领的全球化潮流，答案要从特朗普总统高喊的“美国优先”中去寻找。

1.4 神秘报告背后的芯片焦虑

美国贸易不平衡已不是一年两年，为什么现在突然发飙？

美国产业空心化也不是一年两年，为什么现在突然要振兴？

学者指出，美中两国争斗的真正舞台是围绕半导体和通信的“革新霸权”。美国方面担心，中国信息通信产业迅速崛起，如果现在不遏制，则美国不仅在产业和经济领域，连在金融和军事等领域的优势地位也会动摇。

东京大学名誉教授吉川洋指出，20世纪80年代的里根总统时期，美国的目标是日本。现在扮演美国贸易赤字的主角是中国。美中贸易摩擦的背后，其实是美国对经济大国GDP逆转的焦虑。

2017年1月，在特朗普就任前不久，当时的总统科技顾问委员会发布了一份报告。这份报告公开宣称：全球半导体市场从来没有完全自由过，基本由政府和学术界在推动。一年之后的中兴事件，美国政府如何背后运筹、步步为营，都可以从这份报告中一窥端倪。

为了写就这份名为《如何确保美国在半导体行业的长期领导地位》的报告，时任美国总统科技助理兼白宫科技政策办公室主任约翰·霍尔德伦（John Holdren）牵头专门成立了一个领导小组，小组成员都是美国芯片相关产业的资深人士：联席主席是英特尔公司前CEO，成员包括飞思卡尔半导体前董事长、全球第二大晶圆代工厂格罗方德半导体前首席执行官、全球第四大军火商诺思罗普·格鲁曼公司的董事长兼CEO、微软前资深顾问、应用材料公司前董事长兼CEO、高通公司副董事长等。

约翰·霍尔德伦

这些成员的大名无不如雷贯耳，他们不是杰出的技术领军者，就是当下或者曾经的政策制定者。

这份呈给美国总统的报告，充分体现了美国具有决策影响力的精英阶层是怎样看待中国芯片产业乃至整个中国制造业的。在美方看来，中国半导体产业的发展，已经对美构成了现实威胁。

报告首页这样写道：中国通过产业政策以及高达1000亿美元的大基金，正在按照自己的意图有计划地重塑半导体市场，这严重威胁到美国半导体行业的竞争力以及利益相关方。报告提出了三个主要的策略，以维持美国半导体行业的领导地位，其中第一条就是抑制中国的创新政策（push back against innovation-inhibiting Chinese industrial policy）。

很多人疑惑，集成电路产业最早诞生于美国，重要技术突破和变革也大都始于美国，微软与英特尔占据着PC市场，谷歌的安卓与苹果的iOS引领着智能手机。半导体业已经延续了半个多世纪的基业长青，缘何还会让美行业精英如此忧虑，竟然要动用“非市场力量”，中国究竟做了什么呢？

“中国抢美国的市场份额，让美国国家安全处于危险之中。”这份报告在许多地方都提及，中国瞄准半导体设计和生产的全球领导地位，并且利用国内稳步增长的半导体消费市场放大这些影响。这些影响叠加起来，比任何技术创新给美国半导体和国家安全带来的影响都大。

报告对中国半导体行业发展的现状也做了一些归纳。比如说，中国的半导体行业“远远落后”于美国，中国高端逻辑芯片的制造能力“显著落后”于美国等。中国有许多晶圆代工厂，但基本上落后主流工艺制程1.5代。此外，中国大陆还缺少有影响力的存储器企业，所有先进的存储器企业都在外资掌控下。

让人难以理解的是，中国半导体产业落后的形象已经跃然纸面，缘何美国还要在报告中专设一个“影响中国行动”（Influencing Chinese Actions），作为单独的章节？

贸易是标，科技是本。整个报告的核心就是：美国对能否保持先进制造和实业创新“领导力”的担忧。美国要通过在尖端科技的持续创新，减缓中国半导体的进程并促进美国经济的发展。该报告还精心制定并推荐了三个重点策略，以保持美国半导体行业的领先：

1. 抑制中国半导体产业的所谓创新。

2. 改善美国本土半导体企业的业务环境。

3. 推动半导体接下来几十年的创新转移。

报告认为，这些行动包括：正式的贸易谈判、非正式的贸易和投资协定以及美国外资投资委员会(CFIUS)的审查机制。在撰写这份报告的美国芯片产业领袖们看来，以行政力量干涉市场行为应得到鼓励。

事实上，CFIUS已经连续否决了多起中国资本投资美国甚至其他国家半导体公司的申请，比如湖北鑫炎收购Xcerra，中资的凯桥资本收购Lattice（莱迪斯）半导体，福建宏芯收购德国企业Aixtron，华润收购仙童半导体公司（Fairchild Semiconductor），紫光收购西部数据和美光，等等。这份报告公开为行政干涉行为“点赞”，认为这些机制效果还是“很明显”的。

美国、中国分别提出自己未来工业转型升级的计划。在这一背景下，报告提出，要继续限制美方认为与国防有关的半导体技术出口到中国，直到中国有一天确保这些技术是“安全的”，并强调为将这些“反击”的影响放到最大，政府、产业界和学术界需要通力合作。

中国电子学会副会长兼秘书长徐晓兰认为，这是一场关于未来发展潜力的博弈。报告背后透露了美国对中国技术追赶的焦虑和自身经济结构的隐忧，这在业内专家看来是直指全球供应链的“技术打击”。

如果说这份2017年公布的、旨在确保美国半导体长期领导地位的报告，是提出一些原则性的战略规划，那么新鲜出炉的“电子复兴计划”，则实打实地体现了美国国家力量的介入。

2018年6月，在旧金山举行的第55届全球设计自动化大会，汇聚了数千名来自世界各地的IT技术人员、管理者以及顶级高校学者。在会上，美国国防高级研究计划局（DARPA）的官员公开表示，美国将实施“电子复兴计划”，在未来五年投入至少20亿美元，联合国防工业基地、学术界、国家实验室和其他创新温床，开启下一次电子革命。

据透露，该计划前期已经秘密投入1亿美元，集合了15家公司和200多名研究人员，研制一款新的芯片开发工具。

事实上，早在3年前，美国就启动了国会半导体核心会议，以专门研究半导体产业政策。此后，美国国会研究服务中心和总统科技顾问委员会先后在2016年、2017年发布了重量级报告。

半导体产业为何会成为美国政府如此“严密保护”的一项产业？专家分析，其中的一个关键，是美国政府视5G和AI为半导体产业的核心领域，并希望保持领导地位。

过去70年来，美国因其在电子和半导体领域的领先地位，享受到了经济、政治和国家安全上的优势。如今，在摩尔定律有可能走向终结、电子领域急需转变突破的关键时期，在人工智能和量子等新兴技术及产业涌现的当下，美国正在积极计划开创下一个十年乃至百年的领先。

1.5 日本曾遭“极限施压”

美国现在对中国搞的这些手段，20世纪80年代日本也都遇到过。日本《选择》月刊2018年6月号刊登题为《美中“半导体战争”必然激化》的文章称，美国一边要求缩小贸易赤字，一边拿个别企业当靶子，还亮出“停止供应美国制造的零件”的匕首，“日本人对这种手法还有记忆”。

历史惊人地相似。

30多年前，日本经济快速发展，牢牢占据了全球第二大经济体的位置，其经济以出口为导向，出口商品都以物美价廉取胜，对美国存在巨额贸易顺差。以丰田和本田为代表的日本汽车在美国市场份额一度达到20%，年出口额达到240亿美元，日本也成为美国最大的汽车进口国家。单是美国汽车业，20世纪80年代初就有6万工人失业。在日本厂商的冲击下，美国传统制造业基地五大湖区的企业出现破产，导致大批工人失业。“铁锈带”（Rust Belt）这个名称正是起源于20世纪七八十年代。

日本的芯片产业也迅速崛起。芯片巨人英特尔在日本厂商的价格打压下，一度出现了严重的财务危机。1983年，英特尔历史上的传奇人物、时任总裁安迪·格鲁夫（Andy Grove）破釜沉舟，放弃了跟日本企业相比已经没有任何优势的存储芯片业务，全面转向集成芯片，方才起死回生。

1986年，世界半导体产业销售额居前三位的是日本电气公司、东芝和日立，前十位公司中有六家是日本企业。

在这样的背景下，美国开始逐渐转向贸易保护主义，采取单方面贸易制裁等手段来应对日本的“经济威胁”。

20世纪80年代，美日之间的贸易摩擦不断升温，美国对日本产品的打压从纺织品、钢铁等扩至汽车、彩电等领域，总共24次对日本挥舞起“301调查”的大棒。由于“二战”之后日本不仅在军事外交上严重依赖美国，其出口行业也严重依赖美国，因此，在遭受美国贸易大棒时，日本政府选择了“让步保出口”。美国的施压，成功逼迫了日本限制对美出口、开放国内市场。

这时候，又发生了一起影响深远的“东芝事件”。起因是著名企业东芝偷偷向当时的苏联出口了几台机床，违反了巴黎统筹委员会（简称“巴统”）的禁令。消息曝光后，一时间美国政坛群情激奋，议员们在国会山前砸毁了东芝的产品，又提出要对东芝开出约150亿美元罚单并完全禁止东芝对美国出口商品5年等惩罚举措。

但问题是，即使是按照美国标准，同一时期违反“巴统”禁令的不只东芝一家，美国对其他企业睁一只眼闭一只眼，却独独把日本企业拎出来狠狠“修理”了一番。这一选择耐人寻味。

美国议员在国会山前砸毁东芝收音机

在同一时期，美国又“查出”了IBM商业间谍事件，逮捕了窃取IBM技术的日立公司和三菱电机的雇员，并对两家公司进行了制裁。富士通也被迫与IBM签协议，支付了巨额技术补偿金。

1981年，美国迫使日本主动限制汽车出口；1983年，美国对日本摩托车征收高达45%的重税；1985年，美国迫使日本增加进口牛肉和橙子等美国农产品；1986年，美国迫使日本设置半导体对美出口价格下限，保证不在美国销售廉价芯片，还要日本保证进口半导体的市场份额；1987年，美国对日本电视和计算机征收100%的关税……回过头来看，美国的“301条款”打击的几乎都是日本最具竞争力的产业。更不用提著名的“广场协议”，让日本尝到了“失去的20年”的滋味。

虽然美日贸易摩擦一定程度上逼迫日本的产业结构升级，但带来的负面影响显然更大。以芯片产业为例，在半导体企业十强榜单中，日本从1986年的6家下滑到2005年的3家，到2016年就只剩东芝一家仍在苦苦挣扎。

日本《选择》月刊的文章回忆了这段“不堪回首”的历史，悻悻地写道：IBM商业间谍事件和东芝机械违反“巴统”贸易管制规定事件发生后，日本领教了触怒美国的后果，日本半导体产业自主限制对美出口，接受“美国半导体在日本市场的份额达20%以上”的约定等，放缓研发和投资，步入衰退之路。

文章又以史为鉴总结道：美国解决大框架问题的方法是，攻击个人和企业，各个击破，促成整体解决。基于这些成功经验，美国政府和产业界这次也采取了抑制中国半导体和通信领域企业进一步崛起的战术。美中现在进行的是面向未来的霸权争夺。美国在此次摩擦中期望达到的目的不是缩小逆差，而是要将中国在半导体、通信产业的竞争力扼杀在萌芽状态。

事实上，2008年国际金融危机爆发以来，世界贸易保护主义有抬头趋势，发达经济体内部的“反全球化”情绪上升，全球贸易摩擦逐步加剧。2015年，全球贸易增速甚至低于GDP增速，为40年来首次。

1.6 “灰犀牛”风险向高新技术领域扩散

不断升温的中美贸易争端，投射出芯片波澜之下的大国制造之忧，也反映出美国对全球化背景下发展的战略焦虑。

“灰犀牛”是指大概率且影响巨大的潜在危机

美国商务部针对中兴的全面禁售令，所涉产业链涵盖了核心电子元器件、高端通用芯片和基础软件。专家认为，这是在全球新一轮科技革命和技术变革的背景下，美国发起的一场披着贸易战外衣的技术争夺战，是中国在争夺全球战略制高点中的“灰犀牛”事件。

战略焦虑背后，“病根”在哪里？

10年前的金融危机让美国经济遭遇重创，加上长期依赖金融，制造业外流严重，美国逐步从制造业大国变成服务型国家。相比之下，中国拥有横跨高中低端的产业布局和制造实力，制造技术和工艺水平大幅提升。

在全球经济疲软，能源资源和环境约束不断趋紧的情况下，主要发达国家纷纷将目光“瞄准”于夯实经济内核、抢占产业发展的制高点上。从供给端要动力成为普遍共识，这种恐慌和隐忧表现愈加强烈。

长期以来，中国处于全球制造业产业链的中低端，美国处于高端，中美经济具有很强的互补性，大家在固有的世界分工中相安无事。但随着中国在产业链条中快速向上游迁移，逐渐打破了美国为首的西方发达国家的垄断格局。

龙芯公司总裁胡伟武打了个形象的比喻，过去地主安心收租子，农民好好种庄稼；如今农民靠积蓄也买了块地自己种起庄稼，影响了地主家的生意，地主家前些年日子太好过，现在又没了余粮——怎会不想方设法收拾农民？

一条巨龙，不可能因为默不作声，就可以假装别人看不见它；也不可能因为生性温良，就可以让所有人喜欢它。

如果把时间线列出来，我们会发现，中美之间的贸易摩擦已经呈现出由低端行业向高端行业过渡的趋势。

20世纪90年代以来，美国政府曾多次对中国实施“301调查”。1991年4月，美国利用“特别301条款”（针对美国认为对知识产权没有提供充分有效保护的国家和地区）对中国知识产权领域展开调查，主要涉及药品和化学品的专利保护、著作权保护、商业机密保护和商标权保护。同年，美国针对中国的纺织品、鞋类、机械设备和电子产品等加征惩罚性关税。1994年，美国针对中国知识产权领域中的版权与商标权保护问题展开调查，并于1996年实施报复性制裁措施。

进入21世纪之后，美国开始试图遏制中国在技术前沿领域的发展。例如，2010年美国针对中国政府制定的一系列新能源政策和措施展开“301调查”，主要涉及限制重要矿产出口、提供出口补贴、歧视国外货物和企业、要求技术转让等。

美国《外交》杂志不久前刊登的一篇文章《绿色巨人：可再生能源与中国实力》指出，中国正在不断加大对绿色能源等技术的研发力度。作者把清洁能源领域的竞争与冷战时期的美苏太空竞赛相提并论，认为中国在该领域的崛起恐将威胁到美国在全球能源市场的统治地位。

中国国际经济交流中心副研究员梅冠群分析认为，美国贸易逆差是从20世纪70年代初布林顿森林体系解体后才出现的。各个国家要获取美元，需要向美国出口，美国通过贸易逆差实际上是变相向全世界出口美元。美国贸易逆差和美元国际货币地位两者是统一的，如果美国要顺差，那就不能再要美元国际货币地位。从这个角度来说，特朗普想通过这些贸易制裁手段彻底解决美国贸易逆差是不可能的。

纵观美国近年来的一些“保守”举措，以芯片为代表的信息安全控制权争夺加剧，背后其实是网信安全和未来经济增长主导权之争。

首先，世界正进入“数字全球化”时代，各国对数据等控制权的争夺加剧。科技部战略研究院专家介绍，随着数据等战略性资源重要性的提升，全球大约50%的服务贸易已经数字化，约12%的货物贸易通过国际电子商务完成。数据的战略资源价值凸显。中美贸易原来是一种互补型贸易，但随着中国产业升级，越来越向高端、高科技领域迈进，中美经济的同质化竞争越来越激烈，特别在高科技领域、芯片、电子、人工智能等领域。

其次，各国纷纷发布重振制造业、发展人工智能等战略计划，促进经济发展和产业升级成为共同目标。美国就先后颁布“美国制造业复兴法案”“先进制造业伙伴计划”“先进制造业国家战略”以及“制造业创新网络计划”，而且对15个国家制造业创新研究所（IMI）提供资金支持。围绕制造业的智能化，德国提出了“工业4.0”，美国通用电气提出了工业互联网。“中国制造2025”同样是中国政府对中国制造业转型升级提出的一个愿景，这并不是强制规定，只是引导投资和技术创新方向。

美国对中国企业在美技术并购方面进行了更严格的审查。从2017年9月特朗普否决了有中资背景的私募基金收购美国芯片制造商莱迪斯的案例上，人们就能感受到：美国政府将加强对与国家安全相关的敏感行业和关键科技行业的审查，以防被中资机构渗透。2018年1月，由于未能获得美国监管部门的批准，阿里巴巴旗下的蚂蚁金服与美国汇款公司速汇金的相关并购事宜终止。3月12日，特朗普签署行政令，以国家安全为由终止了博通对高通的收购。美方在多份报告中指出这类审查限制“效果明显”，同时与同盟联手，加强全球出口控制和内部投资安全。

再次，网信安全不可预期。“棱镜门”事件说明，核心技术受制于人，信息就可能被别人监控;乌克兰电网被黑、伊朗核电站受攻击事件说明，不掌握核心技术，国家安全就会被人卡脖子。特朗普的这次转向，也意味着美国将从传统的贸易保护思维转向基于经济安全、产业安全、国家安全的保护主义。目前“301调查”的重点就是通信设备、集成电路、半导体、新能源汽车等高技术领域的知识产权保护和技术转让。可以预见，未来一段时期美国这类“小动作”不会消停。

“棱镜门”事件泄密者斯诺登

特朗普政府发起的贸易摩擦绝非临时起意，之所以会采取一些限制措施，是因为美中在关键技术领域展开了关乎生死存亡的创新战，这将决定全球两大经济体的未来。

美国的种种举动表明，美国有强烈意愿维护现有世界分工格局。全球化带给美国的好处，在部分美国精英阶层看来，已经抵不过带来的冲击，因此有必要做出调整。这与喊什么口号、举什么旗无关，只与利益相关。

中兴事件也好，贸易摩擦也好，都只是一个开头，制造业的核心竞争力不断被打压将会是今后中国经常会面临的重要问题。

据报道，特朗普政府正在考虑建立一个与跨部门的美国外国投资委员会(CFI-US)平行的独立机构。虽然政府内部还有不同意见，但特朗普政府内外的知情人士表示，对华鹰派已经赢得内部辩论，白宫已开始告诉各机构，他们需要派人到财政部来拟定新的体制。

外界担心，此举可能会令中国在美投资进一步降温。荣鼎咨询的数据显示，2018年上半年，中国对美直接投资与去年同期相比暴跌逾90%，至18亿美元。2016年，中国企业在美直接投资曾达到创纪录的460亿美元。

毫无疑问，中美贸易争端向新兴技术领域扩大的趋势日益明显，围绕新技术、新产业的国际竞争日益激烈，新技术领域成为国际贸易争端的焦点。

尽管在世界上绝大多数经济学家和政治家看来，当今时代，发动贸易战是一种过时、落后、低效的行为，但中美贸易摩擦何去何从，仍未可知。

乐观者认为，双方短期“边打边谈”，以“升级—接触试探—再升级—再接触试探—双方妥协”结束的可能性大，“打”是为了在谈判桌上要个好价钱，斗而不破。

悲观者则表示，随着中美经济实力的此消彼长和经贸竞争性的增强，贸易摩擦具有长期性和日益严峻性。一旦管控失当，中美贸易战全面升级，不排除后续扩大到金融战、经济战、资源战等，美方将动用其“二战”以来建立的霸权体系从贸易、金融、汇率、军事等全方位遏制中国崛起。世界经济的复苏趋势也将完全逆转。

人类正进入一个充满未知的时代。

参考文献

［1］Donald J.Trump，Tony Schwartz Trump.The Art of the Deal［M］.Random House US，2004.

［2］John P.Holdren.Report To The President: Ensuring Long-Term U.S.Leadership in Semiconductor [R].2017.

［3］伟达.美国对华贸易战的意图［N］.联合早报，2018-04-02.

［4］美中“半导体战争”必然激化［J］.选择，2018-06.

［5］绿色巨人：可再生能源与中国实力［N］.英国《卫报》网站，2018-06-20.

［6］米周，尹生.中兴通讯［M］.当代中国出版社，2005.

第2章
大国博弈的“锁喉技”

引子

关键领域核心技术上的“制约”与“反制”，博弈日趋白热化。芯片，已成大国博弈的“锁喉技”。

人们担心，一旦一个“大棒”用得熟练，持续挥棒必成习惯。

不掌握核心技术，受制于人是迟早的事。好比在大海中随意敞开伤口，鲜血的味道很快就会招来鲨鱼的无情攻击。

面对禁“芯”，中国芯片产业开始反思“集体伤痛”。芯片业发展不繁盛，原因何在？

这是失望之冬，这是希望之春。我们越想向高处和明亮处，它的根越要向下，向泥土，向黑暗处。

但凡不能杀死你的，最终都会使你更强大。

——［德］弗里德里希·威廉·尼采

2.1 中国IT行业会瘫痪吗

中兴通讯公开表示，美国的“禁令”可能会让其休克，这让许多人想起了爱立信手机当年的遭遇。这是一个风险控制失败的经典案例：爱立信手机里的几块重要芯片全部由飞利浦公司提供，后者又把这些芯片放在美国新墨西哥州的一家工厂生产。2000年3月，这家工厂意外发生火灾，至少半年无法供应芯片，导致爱立信手机被迫停产。受此打击后，爱立信最终退出了竞争激烈的手机市场。

中兴遇到的麻烦，远比爱立信当年严重。更关键的是，正值中美贸易摩擦愈演愈烈之际，美国政府同时挥舞着“301调查”的大棒，释放出一个明显非同寻常的信号，让中国IT行业的许多公司感到寒意袭人。

一、“命门”失守

由于发达国家对我国集成电路产业发展严加遏制，我国自主研发的安全可靠的芯片和软件技术水平落后，无法大规模使用，各行各业的计算机系统和中国人的手机大多在“裸奔”。“命门”失守，安全隐患十分严重。

如果美国制裁升级，中国IT行业会瘫痪吗？

这是一个非常现实的问题。从某种程度上来看，中兴是中国IT公司的一个缩影。虽然中国有着“世界工厂”的美名，许多畅销全球的科技产品都贴着“中国制造”的标签，但是在中国IT行业中，大量企业的核心源技术和核心元器件严重依赖进口。通信、互联网、医疗设备、高端制造业、水电、交通……在许多涉及信息技术的领域，进口芯片无处不在。

国内有人因此悲愤地喊出：没有“外国芯”，就没有中国的现代化进程。例如，根据美国方面的统计，2017年中国对美国出口最多、也是顺差最大的两项商品分别是“电话机等通信设备”和“自动数据处理器”，通俗来讲其实就是手机和电脑。这两个项目分别占中国对美国出口额的13.8%和9.7%，总额约1200亿美元。

如果从世界范围内来看“中国制造”在手机和电脑产量的比例，这个数字更加惊人：中国目前生产了全球80%的手机和95%以上的电脑。

但在这些“中国制造”中的大部分产品，严格来说，应该叫作“中国组装”。中国每年海量进口芯片、显示面板、基础电子元器件，再加上自产部件，通过“富士康”们组装为成品，再海量地出口供应全球。

说到富士康，这家诞生在宝岛台湾、壮大于祖国大陆的全球最大代工厂商，是中国IT行业近30多年从无到有、从小到大的亲历者，也是中国IT行业转型重塑的亲历者。

1974年，郭台铭成立的鸿海塑料企业有限公司，还只是一家生产黑白电视机旋钮的小工厂。他恐怕不会想到有一天这家工厂会负责生产全球40%的电子产品，而自己会培育出人类历史上首个拥有百万名以上员工的企业。

1988年，郭台铭在深圳开办的工厂只有百来人，这里日后发展成为享誉世界的富士康龙华基地。有人说，如果把乔布斯称为“苹果之父”，那么郭台铭是当之无愧的“苹果之母”——苹果手机从2007年面世以来，总共卖出了20亿部，有一半是富士康代工生产的。

富士康科技集团总裁郭台铭

虽然头顶光环，但是郭台铭的代工厂却生存于产业链最低端，利润极为微薄。生产一台零售价499美元的苹果平板电脑，富士康仅拿到11.2美元的代工费。

“代工”，就是为跨国大企业打工，按人家的设计，用人家的技术制造产品，然后贴上人家的品牌。由于跨国公司控制着产业链条的关键环节，代工者能赚取的大多数只有人力成本差。富士康，浓缩了代工者的酸甜苦辣和成败得失。

中国改革开放以来，以外向型为主导的劳动密集型代工企业一路“高歌猛进”，扮演着主力军和突击队的角色，为解决数亿人的就业和扩大出口等问题发挥了重要作用。但历史上的贡献，并不能掩盖其自身存在的缺陷。虽然经济的总量与日俱增，但是倚重劳动力成本的发展方式却转型艰难。

“规模经常世界第一、利润总是薄得像纸”，成为转型时期代工企业面临的尴尬处境。纵然竭力缩减员工成本，代工者的利润仍呈下降趋势。如果企业的业绩始终建立在员工超负荷的劳动上，企业的生命力和竞争力将贬损殆尽，发展也会难以持续。

“代工之王”并不喜欢外界给自己贴上的这个标签，富士康近年来一直力图转型再造。例如，收购诺基亚手机业务部分资产，吞并全球顶级显示面板制造商夏普，投资滴滴出行和自动驾驶汽车创业公司，试图收购东芝芯片业务等。生产自主品牌产品也是富士康多元化策略的重要一部分。

苹果CEO蒂姆·库克在富士康郑州科技园工厂的iPhone生产线

2018年初，富士康工业互联网决定在国内A股IPO的前夕，郭台铭在股东会上明确表示，“鸿海不只是个代工厂，将从硬件转型成软件公司”。

富士康的转型，预示着“代工之王”要在全球产业分工中寻求更大的话语权。这是全球产业体系的本质所决定的，体现了一个成功企业家对市场趋势的精准判断。

相互依存，是工业社会与信息社会的最大特点。原材料、设计加工、市场销售等上下游各环节都是分工合作，互相依存的。这样的“依存”，如果我们身处一个理想化的全球市场，或许不是什么问题。人类社会发展到今天，全球化不可逆转，高技术产业的国际合作早就是一种常态。各国在产业链条上互相分工，各取所需，普遍形成了“你中有我、我中有你”的局面。但在实际运行的全球市场中，先发者往往占据了产业分工的高附加值部分，也就是“活少钱多”的那部分，占据垄断地位的企业更是会动用一切手段阻止后来者“分一杯羹”。这时候，对核心技术、设备甚至市场的“依赖”，就很容易成为后来者的软肋。

如果全球市场还会受到霸权主义的干扰，那么，这种缺少话语权的“依赖”，就容易成为一个国家的软肋。

美国再度制裁中兴的消息传来，中国IT行业突然感到寒意袭人，一些骨干企业的负责人惜字如金，不愿在媒体上发声。他们私下解释，自己企业的产品和技术都与美国有着千丝万缕的联系，如果美国执意采取定向打击，企业肯定要蒙受损失，希望能尽量低调，多做少说，以免招来不必要的麻烦。

“定向打击”一时间成为中国IT行业闻之色变的词语。

二、“刺眼”的差距

2018年4月18日晚，中兴事件后不久，北京中关村举办了一场特别论坛。论坛的主题单刀直入，说出了许多人心底的困惑和担忧——“生存还是死亡，面对禁‘芯’，中国高技术产业怎么办？”

在这个论坛上，主持人展示了一张看起来有些“刺眼”的图：根据一份分析报告，在计算机系统、通用电子系统、通信设备、内存设备和显示及视频系统等多个领域中，国产芯片占有率为0。

虽然这份分析报告对国产芯片的空白有“夸大”嫌疑，但是我国芯片产业链在多个关键环节中存在不足，是业内的一个广泛共识。

如果用产业链条来为芯片分类，我们可以更精确地看出中国“芯”的差距。

芯片从产业链条划分，可分为设计工具、指令集体系、芯片设计、制造设备、晶圆代工、封装测试6个主要环节。业内多位专家分析：总体来看，在晶圆代工、封装测试等技术要求相对不高的环节中，我国大陆企业如果路线得当，凭借劳动力优势，有望用3—5年的时间赶上世界先进水平；但在指令集、设计等技术壁垒较高的环节中，我国基础非常薄弱，与国外领先的芯片企业存在10年以上差距。

“行话”知多少

什么是芯片设计

盖楼房需要设计图，芯片也一样。设计的第一步是定目标：在芯片设计中，最重要的步骤就是规格制定。这个步骤就像是在设计建筑前，先决定好房间的结构、每间屋的样子，有什么建筑法规需要遵守，确定了所有的功能之后再进行设计，以保证后面的流程不会出错返工。

设计的第二步是规划草图。这与建筑师的工作仍然很像，只是芯片设计的工程师会使用独特的编码语言来“画草图”。草图完成后，还要反复修改，确保需要的芯片功能都可以实现。

接下来就是画出平面的设计蓝图。现在有一系列计算机辅助软件，可以帮助设计师“绘图”。比如用Candence等电子设计自动化（EDA）软件，可以帮助设计师将草图转变为复杂的电路图。经过反复修改，芯片的设计基本就告一段落了。

简易遥控飞机电路图

2017年中国核心集成电路的国产芯片占有率

以芯片设计环节为例，虽然处理器部分有海思、展讯初步实现了突围，但多偏向于手机终端领域。在个人电脑、服务器等应用领域，我国企业仍不具备话语权。目前知识产权模块仍依赖ARM等国际巨头，设计端使用的软件工具完全靠Synopsys、Cadence、Mentor等国外厂商提供授权。赛迪研究院的有关报告显示，中国大陆的芯片设计公司仍局限在特种领域、农业发展等小众细分领域。

以晶圆代工为例，我国大陆与世界先进水平差距2—3代，落后5年左右。产能最大的自主芯片代工厂中芯国际，此前其最高工艺为28纳米。2018年8月，中芯国际宣布14纳米制程研发成功。而台积电在2011年底就推出了28纳米工艺，目前正在主攻7纳米工艺。在美国的几大芯片巨头中，除英特尔自产，高通、博通和英伟达大多在台积电流片（像流水线一样通过一系列工艺步骤制造芯片）。大陆自主设计的大多数商业芯片，如华为海思麒麟系列，也是在台积电流片。

中国半导体行业协会数据显示，2017年中国大陆共有集成电路芯片设计企业约1380家，普遍规模较小、研发实力较弱。在全球排名前20的半导体厂商中，没有中国大陆企业的身影。

“行话”知多少

什么是纳米制程

许多关于芯片的新闻里，会提到芯片是22纳米、14纳米、7纳米等。这些数值是什么意思？数值越低，意味着芯片越好吗？

首先我们来了解一下纳米到底有多细微。1纳米相当于1米的10亿分之一，或者更形象地说，相当于我们一根头发直径的万分之一。

知道纳米有多小之后，还要理解缩小制程的意义。缩小晶体管的主要目的：首先，要在更小的芯片中塞入更多的晶体管，让芯片不会因技术提升而变得更大；其次，可以增加处理器的运算效率；再者，减少体积也可以降低耗电量；最后，芯片体积缩小后，更容易装入手机等移动设备中，满足未来轻薄化的需求.。

虽然我们认为芯片尺寸越小越好，但是受到现有技术的局限，制程并不能无限制地缩小。主要原因是，1个原子的直径约为0.1纳米，芯片制程如果继续缩小，将进入量子力学的“势力范围”，许多我们平时习以为常的物理规律在那里变了模样。如何突破物理规律的限制，是当前许多科学家和工程师探索的问题。

从设计、加工到设备配套，芯片产业链漫长。纵观我国芯片产业链存在的多个关键环节空白，还呈现出以下几个特点。

1.过于依赖国际巨头，部分民用安全领域还有“黑盒子”。

除了国防安全领域部分芯片，绝大多数民用芯片要么依托国外大公司的技术架构，要么需要进口关键元器件。在全球领先的半导体公司中，美国处于绝对的霸主地位，并且基本都是卡住核心的关键性公司。中国芯片产业发展需要挑战的是西方几十年积累起来的技术优势。

2.高精度光刻机等芯片制造领域的关键设备，供应商基本在日本、美国，部分在欧洲。

例如，日本日立公司、荷兰ASML公司的光刻机精度很高。其中，ASML公司的主要股东是3个最先进的芯片制造厂家——三星、台积电和英特尔。该公司每年光刻机的产量不过数十台，每台卖1亿多美元，优先供应给三星、台积电、英特尔。中国企业如果订货得排队，交货期将近两年，交货后生产线调试约需一年，加到一起，从下订单到量产要至少三年。经过这个正常的商业流程，中国就已经落后于最先进芯片制造工艺一代以上。

中国企业向荷兰ASML公司订购的两台高端光刻机，总价高达12.3亿元人民币

3.产业链上游有大量“隐形冠军”，一旦断供就能让下游停工。

例如，芯片设计需要一种关键的集成电路辅助软件，基本被美国Synopsys、Cadence这两家“小公司”垄断。此次中兴事件后，Cadence一度对中兴封锁。

此外，高端电子材料国产率明显不足。国外企业在硅晶圆、光罩、光刻胶、陶瓷板、焊线等多种重要材料上占据大多数市场份额，假如很小一家“隐形冠军”企业断供，就能让我国很长一段产业链停工。

4.缺少“撒手锏”，无法用对等威慑达到平衡。

芯片产业涉及的电子元器件成百上千种，少了一种，产品就造不出来。中国电子学会国际合作部主任王桓表示，即便是美国也无法占领所有门类，而要依托国际分工。但国际巨头之间通常持有交叉专利许可，“你有压箱宝，我也有独门绝技”，相互制约、相互离不开。像这样在芯片技术上有一定垄断优势的企业以及“撒手锏”产品，中国目前还非常缺少。

2.2 2000亿美元进口的“芯”之殇

没有芯片，字节不会跳动，网络不会链接，雷达、通信都变成眼瞎耳聋，机械化装备失控后也将变得腿脚不灵。信息化战争实际上就是芯片战争。中兴事件后，知名军事专家张召忠在互联网上发问：“既然芯片这么重要，为什么不早早布局、自行研发生产？难道大家都被‘忽悠’了吗？”

“每当我们想创新的时候，美国人总是告诉我们，我这里芯片大大地有，你们还费那个劲干什么？现在全球经济一体化，都在强调全球产业链分工合作，中国没必要研发芯片。”张召忠自己这样作答。

的确，在通信等高科技、高端制造产业领域，已经充分形成了全球化的产业结构和供应链体系，特别能体现经济学家常说的“比较优势”。以智能手机为例，一部手机往往需要嵌入数十种芯片，有的企业专门从事芯片研发，有的企业专门做整体集成，供应商不仅来自美国，也来自全球其他国家和地区。

从这个角度来说，即使是全球公认的科技领军企业——苹果公司，假如有一天遭遇类似中兴的全面封杀，面临的危机恐怕也好不到哪儿去。

一、我们没有核心技术吗

20世纪90年代初，一本名为《日本可以说“不”》的书长期占据日本畅销书榜单。当时，海湾战争刚刚结束，美国对伊拉克的现代化战争打击如摧枯拉朽，被欧美媒体吹捧为“硅对钢的胜利”。《日本可以说“不”》的作者之一——索尼创始人盛田昭夫在书中公开宣称：“如果没有日本的芯片，美国就打不赢这场战争。”

《日本可以说“不”》盛田昭夫 石原慎太郎 著

在盛田昭夫等人看来，日本当时的高科技已经领先美国5年以上。“只要日本说一声停止出售尖端部件，美国就会一下子陷入一筹莫展的境地。”他们认为，日本人应该大胆向美国说“不”。

强如美国，也有大量电子元器件依靠进口。

但中国与美国不同，中国企业与美国企业不同。美国进口电子元器件的来源地，无论是日本、韩国还是欧洲，都是美国的“小伙伴”，可能会吵吵架，甚至吵得面红耳赤，但绝没有胆子敢对“老大哥”翻脸卡脖子。若真动手，也都不是美国对手。

在中兴遭遇“休克”的当口，中国互联网上响起了一片批评中兴没有核心技术、缺少研发投入的声音。中兴真的没有核心技术吗？

先来看几组数据：根据世界知识产权组织公布的2017年通过专利合作条约（PCT）提交的国际专利申请统计排名，中兴通讯以2965件国际专利申请量排名全球第二，后面依次还有英特尔、三菱、高通、LG、三星、索尼等企业。这是中兴通讯连续第8年国际专利申请量位居全球前三。

世界知识产权组织公布的2017国际专利申请统计排名

中兴的创始人侯为贵本人就是一位技术专家。他上学时是尖子生，工作后是技术科长，在创办中兴之前，20多年一直是厂里技术水平最高的专家之一。

在高新技术企业中，流传着这样一种说法：三流企业卖力气，二流企业卖产品，一流企业卖技术，超一流企业卖专利。侯为贵最欣赏的就是像美国高通这样经营知识产权的公司。为实现这一目标，1998年，中兴就在美国设立了研究所，专门从事新一代电信网络的技术研究。公开资料显示，1999年，中兴已经完全掌握了应用层软件技术、射频电路和基带电路的开发。另外，中兴已部分掌握了核心芯片的技术。

2002年，中兴手机事业部成立，侯为贵几乎每个月都飞到上海，亲自为手机研发人员打气。当时，代工（Original Equipment Manufacturer，OEM）是中国大陆和台湾许多企业的首选捷径，但中兴从一开始就将“走自主技术研发的道路”列为手机业务的首要原则。很多人认为这将会是侯为贵的重大决策失误，但他始终对自主技术研发情有独钟。他当时常举的一个例子是：诺基亚的手机占销售额70%，关键在于研发。

中兴也一直在自主研发芯片，虽然现阶段芯片质量尚有差距，无法覆盖中兴的芯片采购，但是2017年中兴旗下的集成电路公司中兴微电子完成了76亿元人民币的销售额。

中兴不是没有核心技术。只不过，这个核心技术还不够强，面对强大的对手还远不足以“自恃”。

这与中国“芯”的整体状况非常相似。

中国芯片产业弱，是相对而言的，放眼全球，中国是为数极少的在芯片全产业链上布局并形成竞争力的国家。数据显示，2017年我国自主研发芯片在全球占比大约为7.78%，这当然与中国的使用量不相称，但如果放在全球排名，也就仅次于美国、韩国、日本，与德国不相上下。

不过，面对美国的压倒性优势，中国“芯”的质量与数量都显得微不足道。到2017年，中国已经连续数年占据了世界最大集成电路市场的“宝座”，但这个全球最大的集成电路市场，主要的产品中芯片却严重依赖进口。

海关统计数据显示，2017年中国进口3770亿块芯片，进口额合计达到2601亿美元。同年，中国原油进口额合计1623亿美元。中国进口芯片所花的代价，已经连续数年远超进口石油所花的代价。计算机处理器、汽车内联式芯片等高端产品更是极度依赖进口，严重“卡脖子”。

信息产业本以高附加值为特征，就因缺乏核心技术，我国信息产业往往只有2％～3％的利润，“卖一台电脑只赚了一捆大葱钱”。数据显示，每年仅是个人电脑和处理器中用的微处理芯片，国外就从中国赚走100多亿美元。

有一定核心技术，但在外界重拳之下，却难有还手之力。这是此次中兴“禁运”事件给全球产业分工体系里的每家企业、每个行业、每个国家再次敲响的警钟。

“这不仅导致经济上受制于人，我国信息安全乃至国家安全也面临巨大威胁，黑屏事件、华中数控遭美制裁事件都是很好的例子。没有别的选择，核心技术是买不来的，只能自己做。”中国工程院院士、中国计算机学会名誉理事长李国杰的话掷地有声。

二、芯片之难

既然芯片这么重要，难道中国没有早早布局、自行研发生产？

事实上，中兴在布局，华为也在布局，制造电脑、音箱、机顶盒、摄像头的许多中国企业都在布局和研发芯片。但为什么中国不断崛起的科技企业没能掌握足够的核心技术呢？中国芯片业发展不繁盛，原因何在？

后面的章节会介绍中国“芯”筚路蓝缕的历程，并试图回答这个问题。在这里，可以先简要总结我国芯片产业历经多年追赶却始终面临的三大障碍。

1.投资大、周期长、风险高

中国电子学会专家王桓分析认为，芯片产业是典型的“大投入，大收益；中投入，没收益；小投入，大亏损”，不达到一定规模和体量，很难有明显效果。少有企业愿意去坐几年冷板凳搞核心技术研发。

截至2017年6月，国家集成电路产业投资基金规模达到1387亿元人民币，对我国芯片产业起到巨大的推动作用，但按照英特尔、三星、台积电的支出标准，大基金仅能支持2个大型芯片公司。从企业研发投入来看，中国大陆最大的芯片设计企业海思半导体2016年研发经费不超过10亿美元，最大的芯片制造企业中芯国际2016年研发经费为3.18亿美元，与下图中的芯片巨头相差甚远。

2016年全球半导体企业研发支出排名（10亿美元以上）

2.“生态链”：国产芯片造得出来，用不起来

中兴事件发生后，不少人问，大力投钱能发展好芯片产业吗？

芯片有非常明显的“生态链”特点。不可能等到国产芯片和国外芯片一样好的时候再用，不会有这样的机会。核心技术是用出来的，只有在用的过程中才能不断提升，坚持住，迈过一个门槛后就会实现良性循环。

英特尔、高通等企业早期就建立了技术架构和标准，形成“树根”，在它们上面长出了微软、苹果、谷歌等“树干”，再继续长出各种硬件软件“树枝”。国产芯片在一次次攀爬高峰的过程中，被国际巨头的“生态链”一次次击败。早年的“方舟”，后来的“龙芯”，都无法衔接这一生态链，需要自主研发另一整套独立体系。龙芯总裁胡伟武为此感叹：“对芯片来说，产业链的重要性一点也不亚于技术先进性。最先进的技术可能会被市场干掉，但最实用的技术会留下来”。

在建立“生态链”的过程中，芯片持续高速地试错、更新、升级，也是一个客观规律。以华为的手机芯片为例，目前市场份额仅次于苹果、高通，排名世界第三。其最早研制的芯片饱受诟病，不被市场认可，但华为通过自身构建的下游产业链持续提供试错机会，几年后让手机芯片迭代至世界先进水平。

但在服务器等更高端设备市场，国产芯片难有这样的平台。部分国企采购时，往往将英特尔等国际巨头视作首选。国产自主芯片如果长期被国际巨头压制，市场劣势将“连累”技术升级，导致自主研发后继乏力。

3.人才储备不足

发展芯片产业，最重要的是人才和企业，简单的固定资产堆砌并不能真正地推动产业发展。但我国IT领域人才培养不平衡，大多数人才都集中在技术应用层面，研究算法、芯片等底层系统的人才少。用业内一位专家的话来说，“全国高校开设了2600多个计算机专业，本质上都在教学生如何用计算机，而不是如何造计算机，就如同汽车专业只培养驾驶员一样”。

之所以国内IT人才培养中存在“头重脚轻”的问题，一方面是因为芯片等底层技术有较高门槛，只有顶尖院校才培养得出来;另一方面是因为国内人才培养体制机制仍存在一些问题。目前，国内高校和科研机构对计算机人才的考核大多以发表论文为主要评价标准，而芯片研究领域发论文较难，因此入选“国家杰出青年基金”等培养计划的机会也更少。

此外，国内芯片研发人员的收入相对于IT行业其他门类来说并不算高，配套行业的材料、机械等从业人员的收入就更低。在IBM、英特尔等国际公司，不仅有各个层次的领军人物，几十年专门从事某项工艺开发的工程师也有很多，形成深厚的技术积累。而国内专门从事某一项工艺10年以上的工程师非常少见。在房地产、金融、互联网等行业快速造富神话和房价带来高昂生活成本的今天，大量优秀人才被挤出芯片等核心技术领域。

2.3 随时挥舞的“大棒”

中兴事件后，中芯国际紧急向全球最大的芯片设备制造商——荷兰ASML订购了一台价值1.2亿美元的极紫外光刻机（Extreme Ultravidet Lithography，EUV光刻机）。这几乎相当于这家中国大陆最大的芯片加工企业2017年的全年利润。

“天价”设备不买不行。根据这些年的经验，芯片行业形成了普遍共识：必须使用EUV光刻机才能使国产芯片进入7纳米甚至5纳米时代，才能赶上国际先进水平。

中国公司愿意“挨宰”是一回事，买卖能不能成，不仅要看双方企业，还要看美国的眼色。根据公布的合约，这台“天价”设备将于2019年前交付，但业内专家分析，在到货之前一切都有变数，因为设备的出口许可证ASML说了不算，还要听美国的。

与对中兴的禁运令一样，美国可以随时挥舞手中的“大棒”，对中国等国家实行多个层面、多种手段的禁运。

一、禁运由来已久

这要从当年的冷战说起。“二战”结束后，美苏阵营对峙，美国、英国、日本、法国、澳大利亚等国家于1949年11月在巴黎成立了一个叫作巴黎统筹委员会（简称“巴统”）的组织，限制成员国向苏联阵营出口，包括军事装备、尖端科技和稀有物资三大类上万种产品被列入禁运清单。

中国在1952年也被纳为禁运对象。这也导致我国在核试验过程中，由于缺少先进的大型计算机，许多计算都还要依靠手摇式计算机来完成。尽管中国顶住压力，先后成功研制出每秒10万次、100万次级别的计算机，但相比而言，同一时期的美国已经拥有了强大的超级计算机以及十分先进的芯片设计、制造生产线。

冷战结束后，“巴统”这个冷战产物失去了存在的基础，于是在1994年宣布解散。但“巴统”解散并不意味着禁运的结束，它的继承者《瓦森纳协定》很快就出台了。

《美国的冷战战略与巴黎统筹委员会、中国委员会》崔丕 著

《瓦森纳协定》全称为《关于常规武器和两用物品及技术出口控制的瓦森纳安排》（The Wassenaar Arrangement on Export Controls for Conventional Arms and Dual-Use Good and Technologies），是世界主要的工业设备和武器制造国于1996年成立的一个旨在控制常规武器和高新技术贸易的国际性组织。《瓦森纳协定》拥有33个成员国，其中17个曾是“巴统”组织的成员国。

《瓦森纳协定》制定了两份禁运清单，一份是军民两用商品和技术清单，涵盖先进材料、材料处理、电子器件、计算机、电信与信息安全、传感与激光、导航与航空电子仪器、船舶与海事设备、推进系统等9大类；另一份是军品清单，涵盖各类武器弹药、设备及作战平台等共22类。

《瓦森纳协定》

中国仍在被限制的国家名单之中。因为这份协定，中美两国虽然在能源、环境、可持续发展等领域科技合作比较活跃，但是在航空航天等高技术领域几乎没有合作。

具体到芯片领域，中国更是多处受限。除了一些精密设备使用的芯片直接限制出口中国，包括高档数控系统等先进制造设备也严格控制出口中国。

根据美国总统特朗普2017年公布的国家安全战略，美国将审查并收紧签证程序，以确保知识产权不会转移给“竞争对手”。相应的，2018年5月底，美联社等美国媒体纷纷援引美国国务院官员的话，“根据一项已经送达美国各有关使领馆的签证新规定，到美国大学研读某些高科技专业的中国留学生将只能获得一年的签证。这些专业包括机器人技术、航空和高科技制造业。”

虽然美国国务院随后宣称“政策没有改变”，但部分美国高校人士向媒体表示，未来收紧中国学生赴美学习高科技专业的相关签证，概率非常高。

二、问题的严峻性不仅于此

2014年马航370的失联事件让普通公众了解到，原来罗尔斯罗伊斯等发动机制造厂商可以实时监测它们制造的航空发动机的转速、温度、工作时长、位置等技术参数。即使航空公司不主动将参数共享，发动机厂商仍旧可以得到关于发动机的大量信息。

“自主可控的技术不一定安全，但不自主可控的技术一定不安全。”在芯片领域资深专家、中国工程院院士倪光南看来，芯片等核心技术受制于人，不仅会带来供应链风险，还会带来安全风险，后果同样严重。

国内外近些年的教训屡有出现。2011年2月，伊朗突然宣布暂时卸载首座核电站——布什尔核电站的核燃料。美国时任国务卿希拉里一改之前“伊朗只要1年就能造出核武器”的警告，轻描淡写地宣称，伊朗的核计划已经被拖延。

根据事后公布的情况，伊朗布什尔核电站1/5的离心机报废，导致伊朗的研发进度落后了至少两年。明明离心机质量合格，为什么一投入生产运行，就马上会磨损破坏？伊朗人不停地往工厂里搬入一台又一台崭新的离心机，但等待他们的却是一次又一次的失败。

伊朗布什尔核电站

如果不是美国《纽约时报》一年后的一篇报道，“震网”病毒的威力或许还不被世人所知。根据调查，伊朗核电站是遭到了“震网”病毒攻击，这种蠕虫病毒侵入伊朗核电站的工业控制软件，并取得对核心设备的控制权。病毒通过控制核电站冷却系统或涡轮机运作，可以让离心机失控自毁，而工作人员却毫不知情。

与人们的传统认知不同，“震网”病毒不仅可以对软件做出篡改，也可以影响到实际的物理世界，专门用于攻击石油运输管道、发电厂、大型通信设施、机场等多种工业和民用基础设施，因而也被称为“网络导弹”。“震网”病毒结构非常复杂，计算机安全专家在对软件进行反编译后发现，它不可能是黑客所为，应该是一个“受国家资助的高级团队研发的结晶”。

《纽约时报》的报道称，为阻止伊朗的核计划，美国从2006年起就开始进行代号为“奥运会”的秘密网络计划，“震网”病毒很可能就是美国与以色列的政府部门联合研发出来。他们利用工业基础设备和控制软件的最底层漏洞，制造出这样一种可以隐藏自身并通过U盘和局域网进行大规模自动传播的病毒。

如果说伊朗因为与美国作对招来定向报复，那么曝光的“棱镜”计划显示，美国对它的盟友也没有客气，对于自己的核心技术优势“不用白不用”。

2013年6月，斯诺登曝光了美国国家安全局（National Security Agency，NSA）要求谷歌、雅虎、微软、苹果等公司的服务器直接接入NSA信息存储系统，监听、监控、监视全球，德国、英国、澳大利亚等美国铁杆盟友都在名单之列，甚至德国总理默克尔的手机也被直接监控。至于中国等国家，自然是重点盯防对象。

2018年年初，英特尔等国际主流厂商近20年发售的芯片又被发现存在“熔断”和“幽灵”两个安全漏洞，能够让黑客远程控制机器、盗取数据信息。它们几乎波及全球所有桌面系统、电脑、智能手机及云计算服务器。虽然目前没有证据显示有人利用了这些漏洞，但是风险客观存在。

党的十八大以来，习近平总书记在多个场合都曾强调过科技创新的重要性，他还多次提到要掌握核心技术，并指出核心技术受制于人是最大的隐患，而核心技术靠化缘是要不来的，只有自力更生。

2018年，习近平总书记在湖北考察时强调，真正的大国重器，一定要掌握在自己手里。核心技术、关键技术，化缘是化不来的，要靠自己拼搏。

中兴事件之后重读这些话，格外意味深长。

2.4 核心技术要不来、讨不来

创建苹果公司的乔布斯，在硅谷有着“偏执狂”的名声，他会在凌晨2点给苹果手机的设计师打电话，要求把螺丝钉的材质从不锈钢换成镍。这种“死磕”的精神，即便乔布斯已经过世，苹果公司仍然传承了下来。例如，苹果手机的充电线只能在苹果专卖店购买，如果用的是“山寨”充电线，手机往往会显示该配件未经认证，一直充不进电。

这是因为，这根充电线不只是一根简单的电线。

芯片研究者曾把苹果Lightning接口的官方数据线“开膛破肚”，发现黄豆大小的充电头上竟然容纳了4块芯片。其中有1块芯片暗藏的玄机最多，在显微镜下，这块芯片简直像一个小型城市，有着5000个逻辑门，内置128位的存储容量，还集成了一些驱动晶体管、模拟电路以及大量电容。总之，通信芯片所需的一切，这里应有尽有。

苹果Lightning数据线

根据芯片专家的研究，这块由芯片巨头德州仪器出品的小芯片，是苹果数据线中的“灵魂”，可以通过和苹果设备上的芯片“对暗号”来确认彼此的身份。一旦觉察到数据线“形迹可疑”，苹果手机立刻就会断开连接，将其“拒之门外”。

这一功能让苹果可以与盗版数据线说再见——只有贴着MFi认证的数据线才可以和苹果手机配合工作。而一家生产数据线的企业想要申请MFi认证，最起码要有一个占地不少于2000平方米、工人不少于50个的自建工厂，然后交8500美元的代理费用，花上大概3—5个月，反复修改产品设计直到所有参数都达到苹果的标准。最后，好不容易通过MFi认证的厂商，还要通过苹果指定的经销商来买这块售价约为2美元的芯片。

当然，所有的制造成本都会体现在销售价格上。一条Lightning 接口的官方数据线，在苹果专卖店中标价为188元人民币。

一根数据线中就有4块芯片，一部手机中就包含更多芯片了，例如通信基带芯片、Wi Fi芯片、内存芯片、指纹识别芯片等。每块芯片目前都有各自的市场“霸主”，例如高通公司几乎占据基带芯片市场的一半份额，博通公司主导Wi Fi和射频前段芯片市场，三星公司则长期在内存芯片领域“称霸”。

业内人士介绍，从供应端来看，安卓手机市场中的通信基带主芯片中，国外芯片的供应数量占比超过了50%。国产手机品牌如华为、小米、OPPO、vivo等，通信基带芯片大部分使用国外芯片。其中，华为的部分通信基带芯片使用了自己的，而射频前段芯片、内存芯片基本上都使用国外芯片。

只有指甲盖大小的芯片，科技含量可以如此之高。小米科技董事长雷军为此感慨，它可能是地球上最复杂的东西，因为它把手机需要的大多数组件都装进去了，对稳定性要求极高。

“缺芯”之痛，也存在于几乎人手一部的智能手机之中。尤其随着国产品牌智能手机从中低端向中高端发展，随之而来的进口高端元器件成本提升，对手机行业利润造成了进一步挤压。这些芯片，并非说造就能自己造的。

一、富士康也遭遇阻击

还记得之前提到的富士康转型之路吗？“代工之王”的全球收购并不总是成功的。在历时两年艰难拿下惠普的业务之后，富士康将眼光投向了同样历史悠久的日本东芝公司。这一次，收购东芝闪存芯片业务的努力，受到了更大的阻击。

闪存是一种广泛用于个人电脑和智能手机的存储芯片。东芝作为老牌的半导体企业，掌握大量芯片技术，目前是全球第二大闪存制造商，仅次于韩国的三星电子。

受公司其他业务所累，东芝近年来财务状况直线下滑，被迫出售芯片资产来给母公司“输血”。消息传出后，共有三大联合体竞购东芝闪存资产，分别是富士康、美国博通以及美日韩联合体。其中，美国博通是一家芯片巨头，美日韩联合体则包括了代表日本政府利益的日本开发银行、日本产业革新机构以及其他芯片企业。

富士康在亚马逊、苹果等科技巨头（也是其重要客户）的支持下，报出了270亿美元的高价格。为避免日本政府疑神疑鬼，郭台铭公开表示，收购东芝业务是富士康集团独立做出的决定，并不会导致技术流失，另外富士康将会像收购夏普那样，让未来的东芝业务保持独立发展，富士康不会进行干预。他认为，富士康从事电子代工多年，可以更好地帮助东芝闪存公司设计符合客户需求的存储产品。

但是日本政府威胁要阻止任何可能导致关键芯片技术转移到国外的交易。据富士康方面对外透露，日本政府官员很早以前就表达了担忧：如果富士康胜出，那么东芝的技术就可能泄露给中国。

这一担忧，在富士康收购夏普时就已摊上台面。郭台铭事后召开新闻发布会告诉媒体，2016年1月24日，日本经济产业省的安藤局长就曾经告诉他，最好不要买夏普，如果要买，经济产业省就要让日本产业革新机构加入。后者是日本政府主导的一家大基金。

郭台铭当时反问：“你是吓唬我还是命令我？”双方不欢而散。

二、一记重重的耳光

富士康后来还是成功收购了夏普，但一年之后面对东芝，郭台铭铩羽而归。这一次，不仅日本产业革新机构加入竞标，还拉上了日本开发银行。2017年6月，东芝正式拒绝了富士康收购其半导体子公司TMC（Toshiba Memory Corporation）的提议。

让我们回到2018年4月18日晚在北京中关村举行的特别论坛，这个论坛汇聚了中国芯片行业的一批顶级专家。李国杰在论坛上表示，“国家芯片水平从某种程度上反映了国家的整体水平。从设计、加工到设备配套，芯片产业链漫长，涉及领域广，尤其需要经验的累积。”李国杰坦言，“不是说砸钱下去就能把差距追平。”

中科院计算技术研究所研究员包云岗认为，“差距的形成和拉大，在一定程度上是由于我国错过了一个时代。20世纪七八十年代，国际芯片产业开始发展并迎来腾飞。每种芯片发展到今天这样的成熟度，差不多需要每年万人的投入，而且是长期投入。”

龙芯总裁胡伟武感叹，“没想到美国这么快就出了张‘大王’。如果禁运发生在5年后，我们或许能应对得更加从容。”

在中关村之外，更多人也在警醒和反思。

阿里巴巴创始人马云在2018年4月22日举行的首届数字中国建设峰会上作了一个主题演讲。他在演讲中说，核心技术牛才是真的牛。大企业应该扛起大旗，不然你的企业做得再大都不会长久。

“这是一记‘警钟’。”腾讯创始人马化腾说，最近的中兴事件凸显了中国发展自己的芯片产业的迫切性。只有科技这块“骨头”足够硬，我们才有机会站起来。

京东创始人刘强东也在公开场合表示，“中兴事件给中国的整个互联网企业家和IT行业的所有企业家重重打了一记耳光。希望这记耳光能把整个中国企业都打醒，认识到如果我们不能掌握自己核心的知识产权的话，那么命运终究是攥在别人手里。”

在这之前，自由市场、全球化几乎是IT行业普遍信奉的金科玉律，尽管一直有人敲着警钟，但很少有人真的相信美国——市场经济和全球化的首倡者——会采取一种泛政治化的行为，粗鲁地介入商业市场。

“1999年中国驻南斯拉夫联盟大使馆被炸，让多少国人从迷梦中醒来。许多年后再回头看，对芯片产业而言中兴事件的影响或许不亚于当年的被炸事件。”一位芯片研发领域的资深院士感慨。

华为总裁任正非说，芯片急是急不来的，不光是工艺、装备、耗材问题。我们还是要踏踏实实，不能泡沫式地追赶。找到明天的技术曲线与商业需求曲线峰值的重合部，就是我们的战略机会，就是我们排炮攻击的“城墙口”。在这些问题上，我们要有更高眼光的战略计划。

2.5 中国还有哪些“心绞痛”

中兴禁运事件触碰到了中国IT行业“缺芯少魂”的痛点。

“中国信息产业缺‘芯’少‘魂’。”——18年前，时任科技部部长徐冠华打了这么个比方。“芯”是指芯片，“魂”是指操作系统。18年后，“缺芯少魂”的问题再次严峻地摆在国人面前。

这些年来，中国IT行业发展迅速，芯片自给率不断提升。华为的麒麟芯片不断追赶世界先进水平，龙芯可以和北斗一起飞上太空，音箱、机顶盒等小电器中也在大量使用国产芯片。但整体而言，国产芯片与世界先进水平相比，与中国这样一个制造大国的地位相比，还有很大差距。

没有掌握核心技术，产业被遏制的情况不止中兴一例。中兴禁运事件后，“翻家底、查短板”成了许多IT公司以及制造企业的第一个反应。

市场分析认为，总体来说，中国在芯片、面板和半导体的制造设备方面对美国的依赖度比较高。如果未来禁运范围扩大的话，影响范围也会随之扩大。比如，电脑的CPU绝大多数就来自英特尔和AMD两家公司。在航空发动机等大型装备领域，中国也同样受制于人。航空发动机为飞机的“心脏”，基本由世界三大供应商通用电气、罗·罗和普惠垄断。发达国家大多严禁向国外转让航空发动机核心技术。与国外的发动机相比，国产发动机的差距主要在工艺、冶金、设计、制造等多方面。

此外，我国大量制造设备依赖进口，尤其是超精密加工机床等。

一段时期以来，外界评价中国制造业发展成就，有时扬长避短。看到成绩的同时，也需要清醒地认识到中国制造业创新力不强，核心技术短缺的局面尚未根本改变。

据介绍，工信部对全国30多家大型企业130多种关键基础材料调研结果显示，32%的关键材料在中国仍为空白，52%依赖进口，绝大多数计算机和服务器通用处理器95%的高端专用芯片，70%以上智能终端处理器以及绝大多数存储芯片依赖进口。在装备制造领域，高档数控机床、高档装备仪器、运载火箭、大飞机、航空发动机、汽车等关键件在精加工生产线上逾95%的制造及检测设备依赖进口。

不过，美国如果真的升级贸易摩擦，对中国挥舞起制裁的“大棒”，那也会面临“杀敌一千，自损八百”的境况。

2017年，中兴是美国第四大智能手机厂商，约占10%的市场份额，仅次于苹果、三星和LG。英特尔、微软、高通等大量美国公司都是中兴的供货商。美国媒体已经估算出来，如果真的实施7年禁令，美国供应商将损失超过68亿美元的销售额，波及超过3.2万名员工。

美国商务部正式宣布对中兴“禁运”的第二天，中兴的上游供货商股价集体大跌。其中，电信和数据通信市场光器件、模块和子系统供应商Oclaro股价下跌15.2%，通信半导体供应商Inphi公司股价下跌6%，光纤产品生产和销售商Lu-mentum Holding股价下跌9.1%。中兴采购量占自身出货量30%的Acacia通信公司，更是直接暴跌35.97%。

这也从侧面证明了中美之间的经济依存度之高。

此外，中国公司联想、华为和步步高电子2017年的全球芯片采购量分别位居世界第四、第五、第六名。美国媒体分析，如果事态进一步扩散，这些中国公司会寻求其他供应商，这样一来，留下的市场空白会被世界各地的其他供应商填补。标普全球评级公司警告说，当全球最大的两个经济体“交火”时，美国企业也将蒙受巨大损失。

中兴事件后，《人民日报》刊发了一篇评论：“我们不必为今天的封锁惊慌失措，中国的高科技能够克服初期从无到有的困难，也有信心在后期突破核心技术的瓶颈。.”

“保持信心的同时，我们也不能因遭遇屈辱式的制裁而产生极端偏激的情绪。中国将继续扩大开放，努力用好国际国内两种科技资源，在与世界的互利共赢中实现自主创新。”

李国杰表示，“中兴事件给我们的一个重要教训是要高度重视产业安全。过去我们经常讲信息安全、网络安全，但很少谈产业安全、产业供应链的安全。从发展产业和国家安全的角度，我们需要认真梳理一下，哪些材料、元器件、设备和软件的影响面广但控制在国外一家企业手里。我们不可能也没有必要替代全部进口芯片，但对可能卡脖子的关键芯片，不能掉以轻心。”

核心短板进口额（单位：亿美元）

参考文献

［1］盛田昭夫，石原慎太郎.日本可以说“不”［M］.军事科学院外国军事研究部，译.北京：军事科学出版社，1989.

［2］尹生.逆流而上：中兴通讯在行业冬天中的崛起［M］.北京：中信出版社，2010.

［3］沃尔特·艾萨克森.史蒂夫·乔布斯传［M］.北京：中信出版社，2011.

［4］崔丕.美国的冷战战略与巴黎统筹委员会、中国委员会（1945—1994）［M］.北京：中华书局，2005.

［5］侯红育.瓦森纳安排的缘起与发展［J］.国际论坛，2005.

第3章
无处不在的芯片

引子

在无处不在、无所不能的电子设备里，最核心、最关键的部分就是芯片。

它与我们密不可分，却又往往不为人所知。

复杂的生产制造流程，让芯片的全球分工成为必然，没有一家企业、一个国家能垄断所有产业。

从一粒砂石到一枚小芯片，实现在方寸之间存储海量信息，经历了怎样的神奇之旅？

从设计、到单晶硅、到晶圆、光刻，到封装，每一道精密的工艺流程背后，蕴含着哪些科技的奥秘？

当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。

——［美］戈登·摩尔，英特尔创始人之一

3.1 解密“芯片家族”

信息时代，人们对高科技电子产品的神奇功能赞叹不已。而赋予这些产品奇特功能的核心器件，就是人称“生命之石”的集成电路芯片。

1946年，头顶世界第一台通用电子计算机的光环，这台名为“埃尼阿克（ENIAC）”的机器，如今看来就是一个外形奇怪的庞然大物。

它重量30多吨，占地面积170多平方米，肚子里装有18000只电子管，成千上万个二极管、电阻器等元器件，其内部有电路的焊接点多达50万个；机器表面布满了电表、电线和指示灯。令人哭笑不得的是它的耗电量，据说超过174千瓦小时，每次使用时全镇的电灯都会变暗。更要命的是，电子管平均每隔15分钟就要烧坏一只，科学家们不得不满头大汗地不停更换。每日海量纯净版书籍,大师课精彩分享微.信:dedao555

世界第一台通用电子计算机“埃尼阿克”

尽管如此，“埃尼阿克”的计算速度却是当时手工计算的20万倍、继电器计算机的1000倍。美国军方也从中尝到了甜头，因为它计算炮弹弹道只需要3秒，而在此之前，则需要200人手工计算两个月。

在庞然大物的运转中立下汗马功劳的，就是运用真空电子管实现了计算，而存储器的存储介质是一种打孔卡片。尽管拿出了计算机“绝活”，但由于体积过大，信息存储速度太慢，人们对缩小计算机体积、提高运算速度的渴望越来越强烈。

科学技术发展的历史证明，技术领域的危机往往是科学研究的契机。加快解决真空电子管的笨重、不稳定问题很快成为科学家们攻关的方向。

1947年，美国贝尔实验室发明了晶体管，解决了此前电子管在体积、功耗、寿命等方面的局限性，并对军事、航空、航天及计算机的发展起到了重要推动作用，也吹响了集成电路发明的号角。

随着电路系统不断扩张，元器件越来越大，问题不断出现。如何缩小元器件体积、降低成本，成为应用上的重要课题。

1958年，世界上第一块集成电路诞生，揭开了20世纪信息革命的序幕。如今，我们使用的电脑已经是早期巨无霸的1/N。集成电路在人类历史上也起到了非同一般的作用，芯片更是渗透到我们日常生活的方方面面。

早上唤醒我们起床的电子闹钟，音乐和液晶屏都是芯片在控制；打开床头的LED台灯，小小的芯片在帮助稳定电压；打开手机，好几块芯片在同时工作；走进厨房，冰箱、微波炉都由芯片控制。无论是小到日常生活的电视机、洗衣机、移动电话、计算机等家用消费品，还是大到传统工业的各类数控机床和国防工业的导弹、卫星、火箭、军舰等，都离不开芯片。

一、芯片到底是什么

芯片，英文名为chip，是采用几百道复杂的工艺，把一个电路中所需的晶体管，包括二极管、电阻、电容和电感等元器件及布线互连形成一个电路。集中制作在一小块或几小块硅片上，然后封装在一个壳体内，成为具有所需电路功能的微型结构。关键是，这样成型的芯片有的比指甲盖还小！

由此可见，芯片最大的特点就是需要把数量巨大的电子元器件做到像指甲盖那么小的一个芯片上面去，对技术难度要求之高可想而知。

在专业人士的口中，经常使用集成电路（Integrated Circuit，IC）或者半导体（semiconductor）这样的术语。有时候它们所指是一样的东西，有时又有一些区别。简单来说，半导体是生产集成电路的重要材料。这种材料很特殊，由此衍生出来的学科叫微电子学，做成的产品叫集成电路，也称为芯片。很多时候，芯片与集成电路的概念是相互通用的。前者更通俗易懂，后者显得更专业。

小小的芯片

二、“芯片家族”都有哪些成员

按照功能分类，芯片可以分为处理器芯片、记忆和存储芯片、特定功能芯片三类。

处理器芯片也就是常说的CPU，是一个电子设备的“心脏”，承担最重要的数据计算和处理功能。CPU常见于电脑、手机、平板、电视、冰箱等电子产品中。

记忆和存储芯片主要负责数据的保存和管理，电脑的硬盘、手机的存储等都包含这一类芯片。

特定功能芯片则是为了某些功能而开发的芯片，比如通信芯片、支持上网的Wi-Fi芯片、用于连接蓝牙的芯片、电源管理芯片等。

“行话”知多少

什么是半导体

人们通常把导电性差的材料，比如煤、人工晶体、琥珀、陶瓷等称为绝缘体；把导电性比较好的金属，比如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。半导体，则是导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。今天大部分电子产品的核心元器件都与半导体有着极为密切的关联。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是半导体材料中在商业应用上最广泛的一种。

智能手机硬件框图

手机中的主要芯片及供应商

芯片还有很多其他分类方式。例如，可以分为模拟芯片和数字芯片。历史上，如果根据集成规模的大小进行分类，还曾分为以下5大类。

1.小规模集成电路（Small Scale Integrated Circuits，SSIC），集成度不超过100个元器件。

2.中规模集成电路（Medium Scale Integrated Circuits，MSIC），集成度为100～1000个元器件。

3.大规模集成电路（Large Scale Integrated Circuits，LSIC），集成度为1000～10万个元器件。

4.超大规模集成电路（Very Large Scale Integrated Circuits，VLSIC），集成度为10万～1000万个元器件。

5.特大规模集成电路（Ultra Large Scale Integrated Circuits，ULSIC），集成度达到1000万个元器件以上。

现在手机中的芯片，都已经是特大规模集成电路，上面往往集合了数以亿计的元器件。

3.2 从“巨无霸”到“小精灵”：芯片的世纪变迁

芯片的发展历史可以追溯到1947年美国贝尔实验室的约翰·巴丁（John Bardeen，1908—1991）、沃尔特·布拉顿（Walter Brattain，1902—1987）、威廉·肖克利（William Shockley，1910—1989）三人发明晶体管。作为划时代的发明，他们因此获得了1956年诺贝尔物理学奖。晶体管的发明揭开了半导体器件的神秘面纱，引发了第三次工业革命，使人类社会步入了电子时代。

1952年5月，英国科学家达默（G.W.A.Dummer）第一次提出了集成电路的设想。1958年，德州仪器的科学家杰克·基尔比(Jack Kilby，1923—2005)与仙童公司的罗伯特·诺伊斯（Robert Noyce，1927—1990）先后独立地发明了集成电路。2000年，诺贝尔物理学奖授予基尔比等人，以表彰他们为现代信息技术所做出的基础性贡献。

1958年，美国德州仪器公司展示了全球第一块集成电路板，这标志着世界从此进入到了集成电路的时代。集成电路具有体积小、重量轻、寿命长和可靠性高等优点，同时成本也相对低廉，便于进行大规模生产。

1958年，杰克·基尔比发明了集成电路

以下为集成电路60年来的简要发展和应用情况：

全球芯片行业发展历程 来源：前瞻产业研究院

1.第一块集成电路板

几根电线将几个电子元器件连接在一起，就形成了历史上第一个集成电路。虽然它看起来并不美观，但事实证明，其工作效能要比使用离散的部件高得多。

第一块集成电路板

2.半导体设备与铅结构模型

其实，在20世纪50年代，一些工程师都想到了这种集成电路的概念。美国仙童公司联合创始人罗伯特·诺伊斯就是其中之一。在基尔比研制出第一块可使用的集成电路板后，诺伊斯提出了一种“半导体设备与铅结构”模型。1960年，仙童公司制造出第一块可以实际使用的单片集成电路板。诺伊斯的方案最终成为集成电路大规模生产中的实用技术。基尔比和诺伊斯都被授予“美国国家科学奖章”，他们被公认为集成电路共同发明者。

半导体设备与铅结构模型

3.分子电子计算机

虽然集成电路优点明显，但仍然有很长时间没有在工业部门得到实际应用。相反，它却首先引起了军事及政府部门的兴趣。1961年，德州仪器为美国空军研发出第一台基于集成电路的计算机，即所谓的“分子电子计算机”。美国宇航局也开始对该技术表示了极大兴趣。当时，“阿波罗导航计算机”和“星际监视探测器”都采用了集成电路技术。

分子电子计算机

4.集成电路应用于导弹制导系统

1962年，德州仪器为“民兵-I”型和“民兵-II”型导弹制导系统研制22套集成电路。这是集成电路第一次在导弹制导系统中使用。到1965年，美国空军超越美国宇航局，成为当时世界上最大的集成电路使用者。

集成电路应用于导弹制导系统

5.戈登·摩尔提出摩尔定律

英特尔公司的联合创始人之一戈登·摩尔也在集成电路的早期发展进程中扮演着重要的角色。早在1965年，摩尔就曾对集成电路的未来做出预测。他推算，到1975年每块芯片上集成的电子元器件数量将达到65000个。而实际上，每过18个月左右芯片上集成的电子元件数量都会翻一番。这就是现在我们所了解的计算机“摩尔定律”。

戈登·摩尔

6.“Busicom 141-PF”计算机

20世纪60年代，计算机通常都是笨重的庞然大物。集成电路的出现改变了计算机这一形象。1969年，英特尔公司为日本计算机公司最新研发的“Busicom 141-PF”计算机设计12块芯片。但英特尔公司的工程师泰德·霍夫等人却根据日本公司的需求提出了另一套设计方案。于是诞生了历史上第一个微处理器——4004。

“Busicom 141-PF”计算机

7.英特尔4004微处理器

随着历史的前进，集成电路早已让路于微处理器。英特尔公司的4004微处理器虽然并不是首个商业化的微处理器，但却是第一个在公开市场上出售的计算机元器件。据霍夫介绍，4004微处理器的计算能力其实并不输于世界上第一台通用电子计算机ENIAC，但却比ENIAC小得多。

英特尔4004微处理器

8.“普尔萨”数字手表

汉米尔顿公司推出的“普尔萨”是世界上第一款数字式电子表。这是集成电路小型化之后的一项重要商业应用。1970年，普尔萨刚刚上市时售价为2100美元。不过，随着技术突飞猛进，数字式电子表的功能不断增强，而价格则迅速下跌。

“普尔萨”数字手表

9.集成电路工艺突飞猛进

英特尔、AMD等芯片制造商生产的芯片上所集成的晶体管数量已达到了空前的水平，而且每个晶体管的体积变得非常微小。比如，一个针尖上可以容纳3000万个45纳米大小的晶体管。此外，现在的处理器上单个晶体管的价格仅仅是1968年晶体管价格的百万分之一。

集成电路工艺突飞猛进

附：“阿波罗”飞船芯片仅相当于一块电子表

1969年7月16日，美国佛罗里达州的肯尼迪航天中心附近聚拢了总数超过100万的人群。这一天是“阿波罗11号”飞船发射的日子，飞船搭载3名宇航员将飞往月球，实现人类自有文明以来就伴随着的梦想。据统计，全世界观看发射现场直播的观众人数达到了创记录的6亿人。

宇航员阿姆斯特朗扶着登月舱的阶梯踏上了月球，说道：“这是我个人的一小步，但却是全人类的一大步(That’s one small step for a man，one giant leap for mankind)。”

这是人类历史上具有里程碑意义的一幕。很多人都会以为，登月的壮举需要无与伦比的计算能力，甚至有人质疑：以20世纪60年代的计算机水平，人类是否真的能够实现登月？

事实上，与现代计算机的处理能力相比，“阿波罗”飞船简直处于史前状态。“阿波罗11号”任务计算机工程师杰克·加曼曾说：“我们地面控制中心的监控屏幕和设备摆满了整个房间，但所有这些设备的总处理能力，只相当于一台现在的笔记本电脑。而‘阿波罗11号’飞船的计算机处理能力就更加原始，它的处理能力大约在一块电子表和一部手机之间。”

具体到数据上，阿波罗飞船使用的导航计算机是2.048MHz的主频，2048字节的内存，36864字节的硬盘，飞控计算机处理速度只有0.4MIPS。

专家解释，一方面，航天器上的计算机芯片要求极高的可靠性，但相对而言，对计算能力要求并没有那么高，往往针对不同的任务需求或不同的使用场合进行单独定制，而无须像个人电脑或手机的芯片一样进行多种任务的运算。别说是几十年前的阿波罗飞船，即便是最新的好奇号火星探测器，CPU已经算是航天器里的顶级配置了，但与家用电脑相比，也就是10年前的水平。

另一方面，个人电脑、智能手机的核心性能在几十年来的确出现了爆炸式的增长速度。也就是说，现在你手上使用的一部老掉牙的非智能手机，综合运算能力已经超过了阿波罗登月时NASA所有计算机运算能力的总和，随便一部能玩王者荣耀的手机，其运算能力足以指挥上千台当年的登月舱同时完成月球登陆。

3.3 上百道工序：指甲盖大小藏有多少秘密

从作为原料的沙子，到最后成品的芯片，是一条非常漫长的生产链，有人估算，大约包含了上百道工序。

通过图文结合的方式，我们来看看指甲盖大小的芯片到底藏着多少秘密。

一、从沙子到单晶硅锭

目前主流的芯片，原材料是硅，我们日常随处可见的沙子，就富含以二氧化硅形式存在的硅元素。不过，制造芯片对硅原料的纯度要求极高，平均100万个硅原子中最多只有1个杂质原子，这就必须对自然界中的硅原料进行多次提纯。

通常使用的方法是，通过高温下整形、多步净化，然后采用旋转拉伸的方式得到一个圆柱体的单晶硅锭。一个单晶硅锭的重量大约为100千克，硅纯度为99.9999%。

从沙子到单晶硅锭

二、从单晶硅锭到晶圆

把单晶硅锭横向切割，就产生了许多个圆柱形的单个硅片，也就是我们常说的晶圆。这些晶圆经过抛光后，表面如镜子般平整洁净。

“行话”知多少

什么是晶圆

在关于芯片的新闻中，经常会提到以尺寸标示的晶圆厂，比如12英寸晶圆厂。晶圆到底是什么东西？12英寸指的是什么？

晶圆（wafer），是制造各式电脑芯片的基础。我们可以将芯片制造比成用乐高积木盖房子，一层又一层地堆叠，最终形成设计中的造型。晶圆就是这座芯片房子的地基。

目前广泛使用的晶圆，通常是从高精度提纯的硅中经过“拉晶”而来，也就是像做棉花糖一样旋转成型，再经过切割，获得表面极为平整的芯片“地基”。

12英寸指的是晶圆的直径为12英寸，换算过来差不多是30厘米。晶圆尺寸越大，制造难度越高，但一块大尺寸晶圆上切割出来的芯片也会更多。

硅晶圆

目前，主流晶圆的直径为12英寸（约300毫米）。直径越大，一个晶圆上能切割出来的芯片就越多。从世界上第一个晶圆诞生以来，晶圆的尺寸在持续扩大。

从单晶硅锭到晶圆

三、光刻

首先涂光刻胶，光刻胶是一种在光照后能具有抗蚀能力的高分子化合物，用于在半导体基件表面产生电路的形状。图中蓝色部分就是在晶圆旋转过程中浇上去的光刻胶涂层，晶圆旋转可以让光刻胶铺的非常薄、非常平。

光刻

光刻胶随后透过“掩模”被曝光在紫外线之下，并变成可溶。期间发生的化学反应类似按下机械相机快门那一刻胶片的变化。通过紫外线，掩模会在芯片的每一层形成各种各样的电路图案。

最后进入光刻流程。随着晶圆尺寸越来越多，芯片尺寸越来越小，一块晶圆上可以切割出数以千计的芯片。

“行话”知多少

什么是光刻

制造厂根据电路版图，将需要集成的电路永久性地刻蚀在硅片上，这就需要光刻这一重要步骤。

龙芯3A3000的版图

最主流的光学光刻技术，基本原理与胶片曝光类似，就是利用光刻胶感光后形成的耐蚀性，将掩模板上的图形刻制到一种“底片”上。

也可以用油漆喷涂打比方：先裁出图形的遮盖板，盖在墙上，接着将油漆均匀地喷在纸上，待油漆干后，再将遮板拿开；不断地重复这个步骤，便可完成整齐且复杂的图形。

四、晶体管的制作

从现在开始，让我们进入纳米级别的微观世界，聚焦单个晶体管及其他部件的制作过程。晶体管相当于开关，控制着电流的方向。今天的晶体管如此之小，一个针尖上就能放下大约数千万到上亿个。

晶体管

1.刻蚀

为了创建三门的晶体管，一种硬掩模材料（深蓝色部分）被应用在光刻过程中，曝光后，大部分黏质的光刻胶都使用溶液溶解掉了。这时，掩模留下的光刻胶图案就显现出来了（绿色长方体）。

刻蚀

2.形成临时门电路

使用光刻步骤，晶体管的部分被光刻胶覆盖，并且通过将晶圆插入充氧的管式炉中生成二氧化硅层薄片（红色），这就形成了临时的栅极电介质。再次使用光刻步骤，在表面创建了临时多晶硅层（黄色部分），这就是一个临时栅电极。接着通过氧化步骤在整个晶片上形成二氧化硅层（红色透明层）以使该晶体管与其他元件绝缘。

形成临时门电路

3.形成金属门电路

使用掩模的方法将临时栅电极和栅极电介质被刻蚀掉，使用“原子层沉积”的方法将各个分子层（黄色部分）施加到晶片的表面。使用光刻步骤，将高k材料从不需要的区域刻蚀掉。在晶片上形成金属栅电极（蓝色部分），并使用光刻步骤去除栅电极以外的区域的材料。与传统的二氧化硅/多晶硅栅极相比，这种与高k材料（薄黄色层）的结合使晶体管性能更好，电流泄漏更少。

形成金属门电路

4.金属沉积

晶体管上方的绝缘层（红色）刻蚀了三个孔，这三个孔将填充铜或其他材料，之后这一晶体管将通过这些材料与其他晶体管连接。晶圆被放入硫酸铜溶液中，通过电镀将铜离子沉积到晶体管上。铜离子会沉积在晶圆的表面，形成薄薄的铜层。

金属沉积

5.形成金属电路层

打磨掉多余的材料，至此，单个晶体管就已经基本完成。接着创建多层金属层，将多个晶体管连起来。具体的连接方式因不同的处理器而异。计算机处理器表面看起来异常平滑，但实际则可能包含了20多层复杂的电路。在放大镜下才能看到错综复杂的电路和晶体管网路，就像是迷你的多层高速公路系统。

形成金属电路层

6.切割芯片

对最终得到的晶圆进行测试后，将晶圆切割成片，每一块就是一个处理器的内核。

切割芯片

切割后的芯片 来源：中科院计算所公众科学日展品

7.封装芯片

将衬底、晶片、散热片整合在一起，就形成了一个完整的处理器。

封装芯片

封装后的芯片 来源：中科院计算所公众科学日展品

“行话”知多少

什么是封装

芯片既小且薄，如果不在外施加保护，会被轻易地刮伤损坏。这就需要封装了。

测试合格的芯片经减薄后，粘在一个厚的塑料膜上，送到装配厂被压焊、抽真空形成装配包。最终的封装形式随芯片类型及其应用场合而定。

封装的方式有多种，传统的封装方式会耗费相当大的体积，因此工程师不断改进封装技术。例如，一种名为SoC的芯片封装技术，就可将原本不同功能的集成电路都整合在一块芯片中，不但缩小了体积，还可以缩小不同电路之间的距离，提升芯片的计算速度。

不过，把不同类型的集成电路封装在一起，也会发生许多意想不到的状况，比如不同电路之间的信号相互干扰等。这些问题都需要从事芯片封装的工程师去研究和解决。

完成封装后，最后还要进行测试。为确保芯片的功能，要对每一个被封装的芯片进行成品测试，以满足客户的要求。筛选后，满足要求的成品将被发送给客户使用，最终做成我们所见的电子产品。

附：芯片标准生产线的几大要素

芯片制造需要世界上最干净的房间，这也是芯片生产线投资巨大的原因之一。以下是制造芯片必需的一些要素：

1.净化间。由于芯片制造是极其精密的技术，即使是很小的污染源也有可能使产品制造失败，因此对于每种污染源都要进行特殊的控制以满足净化室的要求。工作人员在进入净化室前必须经过一系列处理以提高清洁程度。

2.超纯水。超纯水可充当与杂质产生化学反应的介质，达到溶除污染物的目的。在微电子行业中，各种清洗所用的有机溶剂和酸等都不是最纯的，含有各种杂质，而超纯水的纯度最高，因此最后一道清洗工序要用超纯水来完成。

3.高纯气体。从制备多晶硅到最终的退火工艺，集成电路的制造过程需要用到的气体有30多种。随着集成电路规模的扩大，气体中微量杂质造成的影响更加明显，往往会使成品率显著下降，因此非常有必要使用高纯气体。

4.超净高纯试剂。超净高纯试剂主要用于硅单晶片的清洗、光刻、腐蚀工序中，其纯度和洁净度对集成电路的成品率、电性能、可靠性都有着重要的影响。

3.4 芯片背后的全球工业体系之争

从全世界看，以集成电路为核心的电子信息产业已经发展为第一大产业，超过了以汽车、石油、钢铁为代表的传统产业，成为拉动世界经济增长的强大引擎和雄厚基石。

据资料显示，1994年全世界集成电路的年销售额达到1097亿美元，首次突破千亿美元大关。2000年销售额超过2000亿美元。2017年全球芯片销售额达到4197亿美元，较2016年增长22%。

集成电路被称为信息产业的“粮食”和工业发展的“倍增器”。集成电路的技术性能及其产业规模决定着一个国家现代工农业、国防装备和家庭电子类消费品的发展水平及国际竞争力，是现代经济发展的源动力。

早在21世纪初，就有专家测算，1元集成电路的产值将带动10元左右电子产品产值和100元国民经济的增长。这个数字反映出集成电路对信息产业和国民经济的拉动相当大。横向比较，中国半导体协会的统计数据显示，集成电路产业对国民经济的贡献率远高于其他门类的产品，若以单位质量钢筋对GDP的贡献为1计算，则小汽车为5，彩电为30，计算机为1000，而集成电路的贡献率高达2000。

芯片产品的下游应用非常广泛，根据IC Insights的预估，2016年全球芯片行业下游市场大致分为通信（含手机）、计算机、消费电子、汽车、工业、医疗、政府、军事等领域，其中最主要的市场是通信和计算机领域，二者占比达到74%，其次是消费电子、汽车和工业领域。

2016年全球芯片产品的下游应用占比

集成电路的广泛应用，反过来又推动了其自身高速的发展。历史统计数据表明，电子产业增长速度是国民生产总值（GNP）增长速度的3倍，集成电路产业增长速度又是电子产业的2倍。因此，集成电路产业的发展及其产品的广泛应用，将推动着国民经济成倍地增长。

2010—2017年全球芯片销售额 来源：前瞻产业研究院

集成电路技术进步主要遵循摩尔定律，即芯片上集成的电子组件数量每18个月就会翻一番，性能也提升1倍，而价格降低一半。在这种发展速度下，电路结构越来越复杂，加工工艺也将越来越复杂，新代生产线所需的投资额成倍甚至数十倍的增加。目前，一条先进的芯片制造生产线所需投资额高达50亿—100亿美元以上。

以集成电路制造商英特尔和台积电为例，2010—2014年总资本支出分别达到410亿美元和470亿美元，年均投入额分别为80亿美元和95亿美元。2013年全球集成电路厂商的资本支出总额达574.3亿美元，前10大厂占比达80%，前3大厂占比则高达55.5%。

全球集成电路厂商资本支出排名（10亿美元以上）

从投资回报期看，集成电路制造行业一般前两年半为建厂期，后两年为产能爬坡期，生产线投入5—6年后才能产生效益。设备行业也存在类似情况，一般开发设备需要2—3年时间，设备到生产线验证又需要2年时间，从投入到产出至少需要5年。前期庞大的资金投入使得行业投资回报周期较长，加之集成电路行业技术进步瞬息万变，投资风险很大。

正是由于研发费用和设备费用高，且需要不断投入巨额资金，集成电路产业也有“吞金业”和“碎钞机”之称。不过，这个行业的特点是高投入、长周期、高利润，“碎钞”的同时，如果等得住、熬得起，也同时在“印钞”。

根据集成电路产业过去数十年的发展经验，前几名企业往往占据绝大部分市场份额，呈现“赢者通吃”的寡头发展格局。设计、制造、设备和封装等领域都是如此。比如，英特尔、台积电、高通等企业市场占有率高，毛利率也相应很高。

不过，在集成电路业界，有“第一名吃肉、第二名喝汤、第三名勉强维持收支平衡”的说法。如果挤不进行业前列，意味着极大的经营风险。从大企业发展经验看，普遍通过兼并重组实现快速做大做强。

在芯片集成度不断提高、单位面积的芯片产出大幅增加的情况下，产品必须有更庞大的市场支撑。有人统计，28纳米工艺的设计研发经费需要1亿美元，产品投片量要达到7000万片以上才能实现盈亏平衡；到了20纳米工艺则需要上亿片。

集成电路行业还有一个重要特点，就是人才和技术密集。集成电路产业知识和技术密集特点突出，人作为知识和技术的载体在其中起决定作用。芯片生产是一个非常复杂的系统工程，对团队的要求很高，更需要有个好的掌舵者带领这个团队不断前进。

技术突破大致有两种模式，一种是自己研发实现技术突破，另一种是共享技术或是交换技术。当今任何一家大公司，包括英特尔也不敢说所有的东西都行，它需要建立产业联盟，用自己有的技术换取别人有的技术，互换的结果就是共同降低成本，把联盟外的企业挤出局。

附：芯片霸主征收的昂贵专利费

芯片专利的价值有多大？业界一直流传这样的说法：生产手机要额外缴“高通税”。这种“税”实质上就是专利费，高通曾利用在3G芯片上的强势地位，强行与专利捆绑销售，提高专利收费。

高通是当前全球手机芯片霸主，能拥有今天的地位与它的“高通税”收费模式颇有关系。当年高通购买了CDMA专利后，不断改进，最终获得了该技术的垄断性专利地位。进入3G时代，CDMA成为绕不开的核心技术，高通拥有至高无上的专利地位，所有使用3G技术的企业都要向高通缴纳专利费。

高通收取专利授权使用费的方式，与其他企业不同。其他企业一般是在芯片阶段收费，只限于直接使用了该专利的产品，比如ARM以1%～2%的处理器售价抽成。但高通直接在成品阶段抽成，比例大概为4%～6%。这样下来，一台售价800美元的苹果手机，其处理器约为25美元，ARM靠专利授权赚0.5美元（不包括一次性的5年指令集使用授权费），高通最高能赚48美元。

业内曾经这样私下吐槽：“手机厂家连加贴水晶钻石在手机壳上都必须多缴专利费。”

在进入4G时代后，全球各方纷纷希望摆脱高通的影响，绕开高通的专利。在这一时期，中欧合作推出了LTE标准，而高通独自开发的4G技术UMB失败，导致其在4G标准上的专利优势相比3G时代大幅度削弱。

随着中国和韩国的通信产业崛起，拥有的专利话语权不断增强。中国的华为、中兴等已成为全球前四大通信设备企业，它们在4G上的专利话语权不断增强，韩国三星成为全球最大手机品牌。据相关统计显示，在4G核心专利方面排名前三的分别是高通、华为、三星。

正是在这样的情况下，欧洲、中国和韩国等纷纷发起对高通的反垄断调查，以降低甚至取消“高通税”的收费模式。随着高通在5G时代的专利优势进一步削弱，加上各方的竞争力不断增强，“高通税”已经不可持续，改变是必然的。

以集成电路如此迅猛的发展速度，摩尔定律能否一直适用？随着芯片进入7纳米甚至3纳米时代，物理尺寸是否即将抵达极限？

人们突破过一个个“极限”。20世纪70年代，有人提出1微米是集成电路的极限，80年代又认为0.1微米是尺寸缩小的极限，90年代认为0.05微米是最终的极限……

不过，随着芯片进入纳米级别，量子效应将最终限制物理尺寸的进一步缩小——之前的物理规律在量子层面将不再适用。但毋庸置疑，芯片技术将向前继续发展。

近年来微电子技术及其相关的微细加工技术正在与机械学、光学、生物学相结合，从而衍生出新的技术和产业，比如光电集成器件、固态量子芯片、生物芯片等。

1.光电集成芯片。随着传统芯片接近物理极限，通过集成光器件和电子器件来扩展极限，成为下一代芯片的一个主流方向。西安光机所的“奇芯光电”具有全球独特的第三代化合物半导体新材料平台，承担了中科院“大规模光子集成芯片”先导专项，国际权威学术期刊《科学》对其前景给出较高评价。

西安光机所信息光子器件与光子集成中心主任程东介绍，光电集成市场正以每年38%的年复合增长率快速增长，预计到2025年，市场规模达300亿美元，有望带动云计算、视频、5G应用、人工智能、物联网等10万亿美元的市场规模。

2.固态量子芯片。IBM、谷歌、微软等国际巨头正投入越来越多的人力和资本，加速研制可实用化通用量子计算机，其核心就是量子芯片的加工制造能力。2018年2月，中国科学技术大学教授、国家“超级973”固态量子芯片项目首席科学家郭国平的团队在国际上首次实现了半导体体系中的3量子比特逻辑门操控，为未来研制可扩展、可集成化半导体量子芯片迈出坚实一步。郭国平表示，其团队有望通过5年时间的研发，在量子芯片加工制造工艺上达到国际水平。

3.生物芯片。简单说，生物芯片就是在一块玻璃片、硅片、尼龙膜等材料上放上生物样品，然后由一种仪器收集信号，用计算机分析数据结果。与电子芯片相比，两者有一个最基本的共同点——在微小尺寸上具有海量的数据信息，但它们是完全不同的两种东西，电子芯片上布列的是一个个半导体电子单元，而生物芯片上布列的是一个个生物探针分子。2012年，三位美国科学家获得了美国专利与商标办公室授予的一项关于量子级神经动态计算芯片专利，该芯片是生物过程和物理过程的结合，通过模仿生物系统在接口界面运用突触神经元连接并反馈学习，有潜力赋予计算机超强的运算能力和超快的速度。

参考文献

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［2］卢静.集成电路芯片制造实用技术［M］.北京：机械工业出版社，2011.

［3］菊地正典.科技时代的先锋：半导体面面观［M］.科学出版社，2012.

［4］邹世昌，海波，秦畅.芯片世界：集成电路探秘［M］.华东师范大学出版社，2017.

［5］刘妍.集成电路50年变迁.新浪科技，2008.

［6］甘学温.集成电路原理与设计［M］.北京大学出版社，2006.

［7］中科院计算所.芯片的诞生历程.公众科学日科普展，2018.

第4章
大时代的芯片风云

引子

这里是美国尖端工业中心的起源地，与电子工业沾边的新产品几乎都源于此。在这片长48千米、宽16千米的狭长地带，集中了全美96％的半导体公司。

世界最大、最富创新精神的半导体生产企业诞生于此。先有仙童，后有硅谷。就像个成熟了的蒲公英，你一吹它，这种创业精神的种子就随风四处飘扬。

从英特尔、日本电气、东芝到三星……明星荟萃的全球芯片产业，角斗场上历来龙争虎斗，也不乏匆匆过客。

历史，不断让芯片巨头体验“至暗时刻”。

然而，总有创新者的辉煌之光，始终照耀前行之路。

只有那些疯狂到以为自己可以改变世界的人，才能真的改变世界。

——[美]史蒂夫·乔布斯，苹果公司联合创始人

4.1 “轮子之后最重要的发明”

自20世纪四五十年代以来，美国就开始逐渐占据全球科技和高端产业的顶端。在其他国家要么沉浸在战火中，要么在废墟中重建的时候，美国汇聚了大量顶尖人才，用完备的科研体系和工业生产链条，孵化出一个又一个堪称划时代的产品。

芯片就是其中之一。

如今支撑起全球上万亿美元电子设备市场，又被美国作为大国博弈“锁喉技”使用的芯片技术，要追溯到70多年前一个实验室里的简陋发明。

这个叫威廉·肖克利的人，点燃“硅谷之火”，使这块土地燃起壮观的电子之光，成就了“本世纪最伟大发明”的晶体管。

1947年的圣诞节假期前，12月23日早晨，威廉·肖克利把车开到离纽约市30多千米的贝尔实验室，匆忙穿过空荡荡的走廊，到达位于二楼的办公室。大约一个小时后，他的同事约翰·巴丁和沃尔特·布拉顿也陆续抵达，大家围着一个两边包着金箔的塑料楔形体反复检查，不时做一些计算。

当天下午，他们要向贝尔实验室的负责团队演示一项新发明——不用电子管的放大器。

早期的晶体管

窗外开始飘起细雨。实验室的负责人都来到这个办公室，屋里显得有些拥挤。展示在他们面前的，除了示波器、信号发生器、变压器、话筒、耳机、电表、转换开关这些常见仪器之外，就是那个神秘的塑料楔形体了。布拉顿接通电源，从荧光屏上的波形图来看，信号经过放大器后，有了明显变化。

布拉顿对着话筒随意说了几句话，带着耳机的贝尔实验室负责人脸上露出惊奇的神情。这些世界上首屈一指的科学家已经预感到，科学史正在他们眼前掀开了一个新篇章。

1948年贝尔实验室，巴丁（左）、肖克利（中）、布拉顿（右）

这个神秘装置后来被命名为晶体管。与动辄占满了整个屋子、功率消耗巨大的电子管相比，晶体管简直就是一个充满魔力的小精灵。它的问世，为后来集成电路以及现代计算机等一系列电子设备的诞生吹响了号角。

威廉·肖克利（坐着，右一）和员工举杯祝贺他获得1956年的诺贝尔物理学奖

一、集成电路的诞生

有了晶体管，集成电路的诞生就看见了曙光。在20世纪50年代，越来越多的工程师开始设想集成电路的概念——把一批微缩的晶体管以及电阻、电容等元件，集中放置在一块面积不大的晶片上，连接成一个电子电路——这种集成将大大提高工作效率。

最终将这一设想变为现实的，是杰克·基尔比和罗伯特·诺伊斯两个人，他们分别独立完成了集成电路的研制，被公认为集成电路的共同发明者。

杰克·基尔比

晶体管发明的时候，基尔比刚刚在伊利诺伊大学获得电子工程学学士学位。这项新发明让他在大学里选修的电子管技术全部没了用武之地，但这并没有消减这个年轻人对电子技术的热情，反而更加坚定了他成为电气工程师的决心。

1958年，34岁的基尔比加入美国德州仪器公司，后者给了他大量时间和相当不错的实验条件，让他可以把全部精力用于研究电路小型化。不久，公司全体员工外出度假，按照德州仪器当时的惯例，作为一名新员工，基尔比还没有资格享受长假，于是他独自一人留在实验室工作。在仔细研究了一些电子线路图和设计方案后，基尔比突然产生了一个想法：电路中所有的有源器件和无源元件，都可以在同一块基板上用制作晶体管的办法制作出来。

当同事度完假回来时，基尔比已经完成了新方案的设计图。1958年9月12日，基尔比成功地实现了把电子器件集成在一块半导体材料上的构想，他把晶体管以及电阻、电容等集成在微小的平板上，用热焊方式把元件以极细的导线互接，在不超过4平方毫米的面积上，大约集成了20余个元器件。

这一天，被视为集成电路的诞生日。

1959年2月6日，杰克·基尔比向美国专利局申报专利，这种由半导体元件构成的微型固体组合件，从此被命名为“集成电路”。

当基尔比用锗做出集成电路的消息传到硅谷，仙童半导体公司的罗伯特·诺伊斯提出：可以用平面处理技术来实现集成电路的大批量生产。仅仅6个月后，诺伊斯发明了世界上第一块用硅制作的集成电路，比锗集成电路更实用、更容易生产。这种采用先进的平面处理技术研制出的集成电路，也申请了一项发明专利。

由于诺伊斯的创造发明，仙童公司生产的集成电路很快就成了比金子更诱人的产品。仙童公司原来占地170平方米的庞大计算机，可以被一块只有火柴盒大小的微处理器所代替。1968年销售额从原来的几千美元上升到1.3亿美元。

罗伯特·诺伊斯在仙童半导体公司

作为半导体工业的摇篮，仙童被誉为集成电路的“西点军校”，与此同时，诺伊斯还和别人一起创办了科技界的闪耀明星英特尔公司，直到今天，英特尔仍然是集成电路产业的翘楚。

即使是在英雄扎堆的硅谷，诺伊斯也是同时集才华、财富和成就于一体的风云人物。

“请问，您是怎样发明集成电路的？”

“我发明集成电路，那是因为我是个‘懒汉’。当时，我考虑，用导线联接电子零件太费事，希望越简单越好。而且，我开始设计的集成电路规模很小，工作容易做。”罗伯特·诺伊斯1984年来到中国谈起32岁时发明集成电路的情形，十分风趣地回答。

二、分享荣耀

1966年，基尔比和诺伊斯同时被美国富兰克林学会授予巴兰丁奖章，基尔比被誉为“第一块集成电路的发明家”，而诺伊斯则是“提出了适合工业生产的集成电路理论”。1969年，美国联邦法院最终从法律上承认了集成电路是一项“同时”的发明。

同年，德州仪器和仙童公司达成协议，互相承认对方部分地享有集成电路的发明专利权，其他任何想生产集成电路的厂商，必须分别从仙童和德州仪器取得授权。这个协议，让德州仪器和仙童公司在20世纪的六七十年代凭借着专利授权赚取了大量利润。

2000年，基尔比因集成电路的发明被授予诺贝尔物理学奖。此时，诺伊斯已经过世，没能分享这一奖项。不过，与基尔比一生都在德州仪器从事研究不同，诺伊斯不仅在科学上取得卓越成就，而且在商业上也大获成功。

集成电路的发明，让我们生活的世界发生了天翻地覆的变化，以至于有人把它称为“轮子之后最重要的发明”。从家用电器到汽车飞机，从连接世界的互联网到人手一部的智能手机，在集成电路的基础上，又涌现出许许多多的伟大发明，共同推动了人类社会的进步。

1999年，美国《洛杉矶时报》评选了“本世纪经济领域50名最有影响力人物”，并列第一的是肖克利以及两位集成电路的发明者：诺伊斯和基尔比。汽车工业奠基人亨利·福特、美国总统富兰克林·罗斯福和动画王国创办者沃尔特·迪斯尼排在他们身后。

2005年，基尔比在得克萨斯州达拉斯市的家中与世长辞，享年81岁。这一年，集成电路已经由基尔比在实验室展示的一块简陋芯片，发展成为总销售额高达1900亿美元的庞大产业，而由此而支撑起的全球电子终端设备市场更是达到了12750亿美元的巨大规模。在之后的岁月里，这一产业规模还在不断地高速增长。

“我认为，有几个人的工作改变了整个世界，以及我们的生活方式——亨利·福特、托马斯·爱迪生、莱特兄弟，还有杰克·基尔比。”德州仪器公司董事会主席汤姆·恩吉布斯在基尔比的悼词中这样说，“如果说有一项发明不仅革新了我们的工业，并且改变了我们生活的世界，那就是杰克·基尔比发明的集成电路。”

4.2 先有仙童，后有硅谷

说起来，晶体管的发明者肖克利，集成电路的发明者诺伊斯，都与一家公司有关，那就是仙童公司。后者是硅谷的一个传奇，对整个半导体行业乃至全世界都做出了可载入史册的贡献。

故事要从1955年讲起。这一年，被誉为“晶体管之父”的肖克利离开贝尔实验室，在旧金山湾区的圣塔克拉拉自立门户创建了“肖克利半导体实验室”，找了一批最优秀的科学家和工程师，准备产业化生产晶体管。

当时，美国电子界都焦急地关注着肖克利的行踪。据说，300年前当牛顿宣布准备在他的故乡建一所工厂时，全世界的物理学界也是如此心态。不久，因仰慕“晶体管之父”的大名，求职信像雪片般飞到肖克利的办公桌上。

第二年，也就是肖克利荣获诺贝尔奖的前后，8名年轻的科学家相继加盟肖克利的实验室，这8个人在美国硅谷以及世界芯片发展史上留下了浓墨重彩的一笔。

这是史上罕见的伟大天才的集合，所有的人都在30岁以下，正处于他们才能喷涌的顶峰时期。金·赫尔尼（Jean Hoerni），来自加州理工学院；维克多·格里尼克（Victor Grinich），是斯坦福研究所的研究员；8人中年龄最大、仅29岁的尤金·克莱尔（Eugene Kleiner）是通用电气的制造工程师；戈登·摩尔来自约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室；一心要成为最著名科学家的罗伯特·诺伊斯来自菲尔科－福特公司；此外还有朱利亚斯·布兰克（Julius Blank）、杰·拉斯特（Jay.Last）和谢尔顿·罗伯茨（Sheldon Roberts），都是不凡之辈。如果没有肖克利，这些人才就不会出现在加州，肖克利一到，硅谷之火一触即发。

“仙童八叛将”，背后的F是仙童公司的标志

初到肖克利实验室，他们大吃一惊：所谓的实验室是光秃秃的白墙、水泥地和裸露在外的屋椽。更重要的是，肖克利也是一位特立独行的人物。这位在研讨会和讲演中令年轻人十分钦佩和仰慕的伟大科学家，却是最不好相处的老板。他对管理技巧一窍不通，却十分自以为是。

据摩尔后来透露，肖克利本来的目标是生产5美分一只的晶体管。这个价格到1980年还无法达到，更何况是1955年。产品计划失败后，他又让公司集中力量搞基础研究。赫尔尼说：“很显然，肖克利希望发明一种具有里程碑式的产品，并将它投入商品化生产中。在这次努力失败后，他仍想把每个人的时间和精力花在新东西的创造上，而不想再改善晶体管技术”。

这种漫无目标的做法，使肖克利实验室没有产品问世。作为经理，肖克利逐渐把自己孤立起来。他的门徒们提议研究集成电路，用扩散方法将数个硅晶体管的电路放在一个晶体管大小的位置上。但肖克利拒绝了他们的建议，从而埋下“炸弹”。

到了1957年，年轻人们产生了跳槽的想法。他们找到了一家位于纽约的摄影器材公司，这家公司因其创始人而命名为Fairchild，音译“费尔柴尔德”，但通常意译为“仙童”。费尔柴尔德先生是一个成功的发明家和企业家，在航空产品、摄影器材等领域颇有建树。诺伊斯告诉他，新技术革命带来的新晶体管，将使一系列消费产品都变得极为廉价，费尔柴尔德被打动了，他提供了3600美元的创业基金，要求8个年轻人开发商用半导体器件，于是就有了仙童半导体公司。

1957年，8个年轻人正式向肖克利辞职。肖克利怒不可遏，斥责他们为“八叛将”（traitorous eight）。不过，随着仙童的大获成功，“八叛将”不仅一举洗脱了贬义，还成为一个充满褒扬的传奇符号，在未来数十年间启迪和代表了硅谷的创新精神。

我们可以从一些细节来感受当年美国硅谷的创新精神：创业之初，“八叛将”分布在两个办公区域，一个是车库，一个是出租屋。出租屋里当时还没有通电，日后却在那里诞生了世界上最先进的电子产品。他们几乎没有现成的设备和标准，一切都要自己去创造。比如，研发人员需要一个工作台，但没人知道工作台应该有多高，于是他们就往一张桌子上撂电话簿，一直到电话簿层层叠到了一个合适的位置——这个简陋工作台的尺寸，后来成为了行业标准。

8个年轻人的创新精神，也得到了时代的推波助澜。时值冷战高峰期，美苏进入太空竞赛阶段，苏联把宇航员送上了太空，美国奋起直追，急需将各种电子设备小型化，这给仙童带来了巨大的发展机会。1958年1月，蓝色巨人IBM给了他们第一张订单，订购100个硅晶体管，用于该公司电脑的存储器。到这年年底，“八叛将”的公司已经拥有50万销售额和100多名员工，依靠技术创新的优势，成为硅谷成长最快的公司。

随后不久，仙童又赢得政府合同，为“民兵”导弹系统提供晶体管。不过这次，仙童遇到了危机。样品被交给政府的检验员，检验它们是否符合美国军事器材规格标准。结果令人失望。测试人员发现，仙童的样品很不可靠，有些晶体管甚至用铅笔轻轻敲一下就会出现故障。

为了应对这种情况，一种新的工艺被“八叛将”中的赫尔尼开发出来。这种现在已经成为芯片通用制造工艺的光刻技术，当时被称为“平面处理”：用手工画一张占用了整面墙的布局图，然后照相并微缩成透光片，再把硅晶体像切香肠一样切成薄片，涂上一层感光胶，挡上透光片用强光照射。曝光的地方，胶会固化，未曝光的地方则不会。最后用酸性物质把未曝光的部分刻蚀掉，镀上金属或绝缘材料。

仙童的母公司是一家经营照相器材的企业，而赫尔尼的新工艺正是采用了类似照相曝光的技术，这种方法可以成批量地制造更加结实耐用的晶体管。新工艺一经推出，仙童立即成为晶体管制造行业的领先者。

这一工艺技术的价值还不止于此。“八叛将”发现，此前一些工程师心心念念希望把晶体管和其他半导体元件经济可靠地安置在一块小晶圆，如果用上了“平面处理”新技术，就能很容易实现。在德州仪器的基尔比发明世界上第一块集成电路后不久，世界上第一项实用的集成电路制造工艺在仙童诞生。

商业化集成电路的诞生，为仙童一年之内就带来了9000万美元的销售收入，这在当时是一个非常巨额的数字。在20世纪60年代，仙童迎来了它的黄金时期。从1960年到1965年，公司每年的销售额都翻一番。1966年，仙童已经是全球第二大半导体公司，仅次于德州仪器。到1967年，公司营业额已接近2亿美元。以至于人们纷纷说，进入仙童公司，就等于跨进了硅谷半导体工业的大门。

值得一提的是，在这期间，“八叛将”之一的摩尔发表了惊人的预言。这个被誉为“摩尔定律”的疯狂预言，为后来集成电路的发展历程所证明，在相当长的一段时期里成为了IT产业的“第一定律”。

然而，就在仙童如日中天的时候，危机开始孕育。因为利润分配问题，仙童半导体与母公司产生了矛盾，仙童的一批核心骨干也开始思考未来的发展方向。是继续在仙童“打工”还是自己创业？他们毅然选择了后者。这里面比较著名的包括：

● 鲍勃·韦勒，1966年离开仙童加入美国国家半导体公司。

● 查尔斯·斯波克，1967年离开仙童加入美国国家半导体公司，任CEO。

● 杰里·桑德斯，1969年带着7位仙童员工创办AMD（Adranced Micro Devices，超威半导体公司）。

● 罗伯特·诺伊斯、戈登·摩尔，1968离开仙童创办了英特尔公司。

随着大量人才的流出，围绕仙童周边，半导体公司如雨后春笋般诞生。这些新企业把科技和创新的火种撒向圣塔克拉拉以及整个旧金山湾区，在这里燃起了燎原之火。1969年，在这里召开了一次半导体工程师大会，400位与会者中，只有24人未曾在仙童公司工作过。

1971年，美国《电子新闻》周刊的记者唐·霍夫勒在一篇文章里描述了湾区的计算机芯片公司是如何获得成功的。他第一次把该区域称为“硅谷”，同时指出，所有硅谷的芯片公司都和仙童有着千丝万缕的关系。20世纪80年代初出版的畅销书《硅谷热》更是这样写道：硅谷大约70家半导体公司的半数，是仙童公司的直接或间接“后裔”。当时在仙童公司供职，是进入遍布于硅谷各地的半导体业的“敲门砖”。

就这样，仙童开创了集成电路大规模商业化应用的新道路，也为世界开启了半导体跨越式发展的新时代（中国在这一时期逐渐落伍于世界科技潮流，我们将在下一章中做出阐述）。不仅如此，它还向我们展现了“敢为天下先”的可贵之处与丰厚回报，很大程度上坚定了所有后来者追求创新的信念。

正如苹果公司创始人乔布斯的形象比喻：仙童半导体公司就像个成熟了的蒲公英，你一吹它，这种创业精神的种子就随风四处飘扬了。

4.3 英特尔：至暗时刻的转型

在明星荟萃的美国硅谷，英特尔的辉煌之光已经照耀了50年，微软的比尔·盖茨称英特尔是“芯片之王以及世界上最有价值的公司之一”。

尽管我们很难预测这束辉煌之光还能够照耀多久，但它的过去足以让我们回味无穷。

1968年，诺伊斯和摩尔离开仙童半导体公司，创办了英特尔公司。公司成立不久，就接二连三推出了价廉物美的存储器芯片，这些产品深受欢迎，供不应求，直接宣告了它们的上一代产品——磁芯存储器的灭亡。

从存储器芯片起步，英特尔逐渐“发家”。在CEO摩尔的带领下，摩尔定律的威力得以彰显。英特尔不断改进芯片的设计，以技术创新满足计算机制造商及软硬件产品公司更新换代、提高性能的需要。“改变是我们终身的热爱。”摩尔提出，只有不断创新，赢得高额利润并将获得的资金再投入到下一轮技术开发中，才能在竞争激烈的市场上生存下来。

英特尔前100位员工在美国加州山景城公司总部的合影，摄于1969年

为此，英特尔十分注重技术的转化，消除研究部门和制造部门之间的瓶颈，加快了新产品从实验室向工厂、向市场的转化。到20世纪70年代末，英特尔已经成为存储器芯片的绝对霸主，几乎享有90%的市场占有率。

这家以250万美元起家、起初仅有十几名员工的公司，1983年营业额首次突破10亿美元。2001年，尽管美国互联网经济的泡沫破灭，纳斯达克指数一路狂泻，英特尔全年收入仍然高达265亿美元。到2017年，这个全球公认的芯片领域霸主，营收达到628亿美元，净利润96亿美元，股票市值高达2365亿美元。

英特尔公司

作为一个技术型公司，英特尔从成立开始，就努力在一个个技术的高峰间跨越:

● 1969年，英特尔推出的第一个产品3101，是全球第一个双极型半导体存储芯片。内存的生产进而成为英特尔早期最主要和最赚钱的业务；

● 1971年，英特尔发明并推出了全球第一个处理器4004；

● 1972年，英特尔推出第一个八位处理器8008；

● 1978年，十六位处理器8086制作成功；

● 1982年，286处理器在英特尔诞生；

● 1985年，三十二位的386芯片问世，内含27.5万个晶体管；

● 1989年，内含120万个晶体管的486处理器展示在世人面前；

● 1993年，英特尔推出含310万个晶体管的新型处理器，命名为“奔腾”（Pentium）。

此后数年，一代接一代的“奔腾”处理器在计算机产业和大部分高科技行业中掀起了一浪又一浪的产品更新换代狂潮，装有英特尔处理器的计算机遍布世界各个角落，它们和内嵌处理器芯片的家电产品以及生产、交通、通信工具一起，正改变着我们周围的世界。

不过，历史给了英特尔一次坐“过山车”的体验。

在芯片、软件、主机板、网络、蜂窝电话、系统集成、数字成像等诸多领域，英特尔扮演着越来越重要的产业领袖角色。能在芯片这样一个变化迅速的行业中长盛不衰，并非易事。即便是英特尔这样的国际巨头，也曾经历过“至暗时刻”。

20世纪80年代，日本的芯片产业强势崛起。较量从1981年开始，这年12月，针对英特尔公司新推出的存储芯片，日本松下公司毫不示弱地推出相应产品，不仅能读，还能够像黑板一样擦写。由于后者的低成本和高可靠性，该芯片迅速占领美国市场，而英特尔的单块芯片价格在一年内从28美元跌至6美元，蒙受惨痛损失。

此时的英特尔还能承受这样的打击。由于个人电脑市场的兴起，英特尔在个人电脑芯片上赚了个盆满钵满。

在这里，我们需要先回顾一下英特尔在个人电脑CPU芯片市场的崛起。在20世纪80年代以前，像IBM这样的主流计算机公司都会自己研制CPU，英特尔生产的微处理器芯片相比而言性能低下，运算速度和能力比IBM的大型处理器落后将近10年，只能填补IBM看不上的低端市场空白。

当时，计算机主要供给研究机构和大型企业使用，虽然集成电路的发明让计算机的个头大为缩小，但它的市场始终不是针对个人用户。1943年时任IBM董事长托马斯·沃森曾胸有成竹地告诉人们，5台主机就可以满足整个世界市场。未曾想，时代发生了巨变，如今电脑早已走进千家万户。

英特尔的CPU芯片虽然性能比不过IBM，却受到“低端市场”的欢迎。1974年，英特尔发布了里程碑式的8080芯。1975年，乔布斯创建的苹果公司推出第一款针对个人用户的计算机。新型的个人电脑体积只有一台电视机外加一台打字机那么大，价格也降为1万美元左右——许多小企业足以承担这样的费用。当时的行业分析师估算，这些小企业每年可以消化25万台左右的销售量。

“低端市场”这时候迎来了指数级的膨胀。个人电脑的革命浪潮正在到来，不仅苹果、康柏等公司在此呼风唤雨，连IBM、惠普这样的计算机老牌巨头也纷纷放下身段，要到这片蓝海里分一杯羹。1980年，IBM推出其第一台个人电脑，被外界形容为“巨人进入了一个小市场”。

此时的英特尔已经在个人电脑市场立住脚跟，并构成对IBM的优势。眼见无法跟英特尔在个人电脑芯片领域竞争，IBM决定只保留整机业务，转而向英特尔购买芯片。

“因为个人电脑的畅销，英特尔公司的芯片卖光了。”1984年1月30日美国报纸上刊登的新闻这样写道：“这也许是英特尔公司最好的时光，因为需求量太大，他们还要阻止新客户的业务。”

虽然英特尔在个人电脑CPU芯片领域斩获颇丰，但公司从上到下都没有将之视为主要战场。由于公司自存储芯片起家，又在存储芯片领域称霸多年，在公司所有人的心目中，英特尔就等于存储器。而相较存储芯片，CPU芯片当时只是英特尔的副业。因此，英特尔管理层采取了“输血”的方式，不断把从CPU芯片市场赚到的利润，用于补贴存储芯片的研制和市场推广。

但日本人的攻势来得太猛烈。除了日本企业的存储芯片技术不断提升，逐渐赶超英特尔，更可怕的是，日本芯片企业发动了大手笔的价格战。20世纪80年代，日本某芯片公司发给它的销售人员一张备忘录，上面写道：“找出英特尔的产品，以低于它们10%的数目开价，如果他们重新开价，你们再折扣10%，坚持到底才是胜利!”

定价永远低10%——日本厂商的竞争策略非常简单，也非常有效。在存储芯片市场上，英特尔的销售份额直线下滑，到1985年，英特尔在这个赖以起家的市场上已经被日本对手击败。

还要不要继续“输血”，与日本人在存储芯片市场上决一死战？英特尔徘徊在“死亡之谷”。有一天，CEO摩尔和执行总裁安迪·格鲁夫在办公室里苦苦思索破解之道。格鲁夫望着窗外一处主题公园里不停旋转的摩天轮，向摩尔发问：“如果我们下台了，公司再任命一个新CEO，你觉得他会怎么办？”

摩尔不假思索地回答：“他会放弃存储器业务。”

格鲁夫紧紧注视着摩尔的眼睛，然后说：“那我们为什么不这么做呢？”

经过这次讨论，摩尔和格鲁夫果断做出决定，带领英特尔进行战略转移，专攻个人电脑CPU。在这次拯救公司的变革中，英特尔关闭了7家工厂，解雇了8000名员工，亏损超过1.8亿美元——这是英特尔成立以来的第一次亏损。

决定转型的第一年，英特尔就推出了386微处理器，并宣布不会将该技术特许权授予其他制造商。此前，作为英特尔的最大客户，IBM一直要求英特尔与其他芯片厂商分享自己的设计，以此让英特尔不能一家独大。386一经推出，受到极大好评，很快风靡市场，IBM顶不住压力，被迫重新签订与英特尔的协议。新兴的软件公司微软更是利用386芯片彻底改变了计算技术，1990年推出轰动全球的视窗3.0操作系统，并由此开启了微软+英特尔结盟的Wintel时代。

英特尔386微处理器

386处理器成为一个里程碑，英特尔也由此转而成为CPU市场的霸主。在汽车、电信、复印机等领域，英特尔芯片同样开疆拓土。光福特公司一家，就在一年中向英特尔订购了130万台微处理器来控制燃料比、电火花和发动机的其他功能。

1989年，英特尔再接再厉，推出486处理器。依靠486，英特尔一举超过所有日本芯片公司，坐上了芯片行业的头把交椅。1992年，英特尔的销售额达58亿美元，利润首次突破10亿美元。同时，英特尔和微软逐渐取代IBM，成为整个计算机产业的领导者。

1993年，英特尔推出奔腾处理器。这一系列处理器的运行速度达到工作站的水平，让英特尔甩掉了只会做低性能处理器的帽子。虽然英特尔从此不再以数字命名，但外界仍然习惯称呼它推动的处理器为X86系列。到1999年，英特尔公司市值达到了最高峰的5090亿美元，相当于当年中国GDP的一半，超过印度GDP总量，真正称得上“富可敌国”。

在峰值时期，全球CPU市场的85.2%份额归于英特尔。换言之，我们身边的每10台个人电脑中，最多只有2台没有装上英特尔的芯片。英特尔基本实现了它在宣传语中所说的——给每台PC一颗奔腾的芯。

4.4 日本的“举国体制”竞争

回望历史，今天美国对中国发起的增加关税、指责中国“侵犯知识产权”“政府扶持”等策略，都曾在日本身上试过手。

20世纪50年代中期，就在晶体管问世的前后，“二战”战败国日本经过10年的复苏期，开始出现经济腾飞。到80年代后期，日本的GDP已经逼近美国的三分之二，来自日本的资金买下了美国大量标志性地产和企业，让美国大为警惕。

在集成电路诞生的很长一段时间里，世界主要芯片厂商榜单长期由美国公司占据，但到80年代后半期，在世界十大集成电路制造厂商名单中，美国3个，日本6个，韩国1个，连榜首都已经被日本电气股份有限公司（NEC Corporation）夺去。日本经济起飞从纺织品等轻工业开始，渐渐发展到芯片、电器、汽车等中高端制造业产品。

当英特尔80年代遭遇“滑铁卢”时，人们开始关注日本芯片企业的突然崛起。

回顾这段历史会发现，1970—1985年，日本产业结构发生剧烈变化，以钢铁产业为代表的“厚重长大”产业陷入低迷，芯片、家用电器等“轻薄短小”产业高速增长。日本的芯片产业为何能够迅速崛起？20世纪末叶，国际社会曾广泛对日本的芯片等产业进行研究，探讨“日本模式”。

人们分析之后，认为日本主要得益于几个原因：一是五六十年代美国在冷战局势下支援日本工业发展，对日本全面开放半导体技术，为其日后高速发展奠定了基础；二是70年代微处理器出现，个人电脑热潮兴起，芯片市场需求持续增长；三是日本政府和业界积极承接美国芯片产业转移，在自主创“芯”过程中也曾搞过“举国体制”，而且搞得还很不错。

由政府牵头，将多个具有竞争关系的民间企业以及国立科研院所结合在一起，组建技术创新联盟，共同进行关键共性技术的开发——这是日本推进自主创新的一个重要手段。简单来说，就是“产、官、学”相互协作。这其中，日本通商产业省（现经济产业省）大力推动的“超大规模集成电路技术研究组合”，被认为一举奠定了日本半导体产业竞争力基础。

1964年，美国IBM公司宣布使用了集成电路的第三代计算机问世，这使日本政府深刻地意识到本国企业在计算机领域所存在的巨大差距。两年后，日本通产省启动了“超高性能电子计算机的开发”大型项目研究。

这一项目的目标非常明确，就是开发出可同IBM竞争的高性能第三代计算机。在该项目中，通产省直接支付给参与企业的补助金总额高达100亿日元。不过，随着IBM接连开发出使用大规模集成电路、超大规模集成电路的计算机，日本政府和企业意识到，如果不能在集成电路关键技术领域取得突破，想超越IBM毫无可能。

超大规模集成电路（VLSI）与大规模集成电路（LSI），虽然在名称上只有一字之差，生产技术却存在着很大差异。它必须使用电子束或X射线进行投影曝光，开发新型感光材料和精密检测装置，还有大口径硅片、微尘清除技术等。这一切，对当时的日本企业来说，几乎闻所未闻。

根据美国的经验，IBM、英特尔等巨头多年来持续投入大量研发资金，才取得技术突破并形成极其复杂的专利保护。后发的企业显然很难在短时间内募集并敢于投入匹配的资金。如何解决这些难题，成为摆在日本政府、工业界和学术界面前的紧迫课题。

在20世纪70年代，日本半导体产业整体落后美国10年以上。当时，日本国内形成共识，必须缩小集成电路以及计算机产业与美国的差距，政府要采取非常措施，与企业和科研机构一起协同行动。为此，日本通产省在机械情报产业局下专门设立了一个叫作“电子情报课”的处室，又成立了包含多名产业界和学术界人士在内的“VLSI研究开发政策委员会”，并提出“下一代电子计算机用VLSI开发促进费补助金”的预算案。

经过充分酝酿，从1976年到1979年，日本开始实施具有里程碑意义的“VLSI技术研究组合”。该项目由日本通产省牵头，以日立、三菱、富士通、东芝、日本电气五大公司为骨干，联合日本通产省的电气技术实验室、日本工业技术研究院电子综合研究所和计算机综合研究所，共投资了720亿日元，用于进行芯片产业核心共性技术的突破。

历史上，日本曾经成立过各种“研究组合”，但由平时互相竞争的企业各自派人组织在一起，这还是头一次。这一组合，不仅集中了人才优势，而且促进了平时在技术上互不通气的企业相互交流、相互启发。

日本“VLSI技术研究组合”项目

4年间，“VLSI技术研究组合”的专利申请数达1210件，商业秘密的申请数达347件。参加企业均可无偿使用“研究组合”的专利，因此整体技术水准都得到迅速提高。这其中，最大的成绩是开发出了芯片加工过程中的关键精密设备——缩小投影型光刻机。

“VLSI技术研究组合”组建了相互独立的三支团队，分别走不同的技术路线，最后都取得了重大突破。这些技术突破为日本在光刻甚至整个芯片生产设备领域奠定了优势地位。1980年之前，日本的缩小投影型光刻机几乎全部从美国进口，但到了1985年，日本生产的该设备在国际市场占有率上就超过了美国。到了2000年，除荷兰AMSL公司外，生产、销售这种关键设备的厂家都是清一色的日本公司。

不仅如此，“VLSI技术研究组合”启动以前，日本半导体生产设备的80%左右依赖从美国进口，但到了20世纪80年代中期，全部半导体生产设备都实现了国产化，至80年代末，日本的半导体生产设备的世界市场占有率超过了50%。

在晶圆大口径化方面，“VLSI技术研究组合”也取得相当大的突破。在20世纪70年代中期，业内一度认为晶圆口径的极限是6英寸，但“VLSI技术研究组合”在1980年首次研制出8英寸晶圆，并对晶圆大口径化后的生产技术难题进行了深入的研究。

这些研究都为20世纪80年代日本半导体材料生产行业的崛起提供了强有力支撑。1985年，日本半导体材料的世界市场占有率达到60%，两年后进一步上升到70%以上。至今，日本半导体材料仍称霸世界，饮水思源，不能不归功于“VLSI技术研究组合”的成立。

4年间，日本通产省对“VLSI技术研究组合”的资助高达291亿日元，约占720亿日元总事业费的40%，其余费用由参加企业平均分担。通产省的资助目的非常明确，就是只对共性基础技术的研发予以支持。

在这种思路的指导下，“VLSI技术研究组合”强调，课题的选择必须突出基础性和共性两大特征——这也是参与企业的共同要求。只有研究这样的问题，参与企业才会有兴趣，也不必担心在共同研发过程中被对手“挖墙角”。

有趣的是，“VLSI技术研究组合”还有一个附带结果：参与企业在利用共同开发掌握的技术进行商业化生产时，发现这些技术最好的用武之地是存储器芯片，而在CPU领域则不太实用。这导致了后来很长一段时间里，日本企业在存储器领域一路攻城略地，但始终没在CPU上形成大气候。

由于日本电气、富士通、日立等在存储芯片领域奋起直追，日本企业的全球销售份额从20世纪70年代中期的10%，攀升至70年代后期的55%，不仅超过了美国，而且迫使英特尔、摩托罗拉等多家美国半导体企业退出了存储器领域的竞争。

“VLSI技术研究组合”的成效是毋庸置疑的。1979年，日本的集成电路国际贸易开始出现顺差，集成电路对美贸易顺差则出现在1980年。到1986年，日本半导体产品的国际市场占有率开始超越美国。其后10年，除个别年份外，日本的国际市场占有率都一直高于美国。在排名前10位的公司中，日本占有6席，日本电气、东芝和日立囊括前三。这种状况直到1995年微软推出Windows95，英特尔推出与之相配套的改进型奔腾处理器之后才发生了根本性的逆转。

日本半导体产业的崛起，不仅为其带来了巨额的商业利润，也让“日本制造”的美誉度迅速提升。反过来，美国的相关产业受到重大冲击。美国认为，半导体产业发展受挫的结果，很可能导致计算机、通信甚至国防工业的全方面落于下风。因此，美国企业界、政界纷纷指责日本以组建“研究组合”的方式补贴企业，实行不公平竞争。

此后，日美贸易战进入半导体战阶段。美国以反倾销、反投资、反并购等手段进行贸易保护，最高时对相关产品加100%关税，最终以日本对美出口产品进行价格管制等手段结束。日本的芯片产业由此从兴盛再走向逐渐衰弱，这呈现了全球芯片风云激荡的另一面。

4.5 韩国用战争赔款给三星“输血”

2017年7月7日三星电子公布的第二季度业绩显示，初步核实营业利润同比大增72％，销售额同比增长17.8％，均创历史最高纪录。三星之所以能取得这份“盈利惊喜”，得益于零部件业务的驱动，半导体、面板业务贡献了近八成利润。

韩国芯片产业发展可谓“励志”。比美国、日本晚起步10多年，芯片产业从无到有，再到跻身于世界芯片强国之列，仅仅用了20多年时间。如果没有政府的各项优惠政策支持和联合民间及企业等各方面巨额资金的支持，这一崛起是难以想象的。

韩国芯片产业发端于20世纪80年代初期，集中在三星、现代和LG三大企业。此前，在60年代中期开始，仙童、摩托罗拉等美国半导体公司为降低劳动力成本，曾向韩国转移了一部分产能；70年代，三洋、东芝等日本半导体公司也开始在韩国投资。不过总体来说，韩国一直扮演的角色是劳动力密集型的组装基地。

20世纪70年代的“石油危机”，引发了全世界市场环境的剧变。韩国轻工业产品出口比率大幅下降，原有的经济增长模式受到威胁。在这样的背景下，三星等大公司开始向半导体等先进工业方向转型。

韩国首尔三星总部

1983年是韩国半导体产业的历史转折点。这一年，三星集团创始人李秉哲决定对存储芯片生产进行大规模投资，这被认为是一个非常大胆的决定。李秉哲押进了天文数字的资金和三星破产的风险，最终一举奠定了三星成为芯片行业后起群雄之一的基础。

李秉哲曾经做过许多令下属和外界目瞪口呆的经营决策。在20世纪60年代，他就制定了宏伟规划，要在韩国建设一个大规模的电子工业基地，规模甚至超过当时日本最大的三洋电子工业基地。为此，他在偏僻的韩国水原郊区买下200多亩土地，这让跟随他多年的部下十分不解。

看着部下充满疑惑的眼神，李秉哲指着还是一片荒芜的土地说：“难道你们看不到这片土地将在不久之后变成规模宏大的电子产业基地吗？难道你们看不到将来养活我们国民的高科技产业的宏伟蓝图吗？现在，你们或许会觉得这片土地实在是太大了，但是，请你们相信我，不久的将来，这些土地将远远不够我们使用。”

三星电子工业基地一开始依靠日本企业做一些组装工作，三星试图学习后者的电子产品技术，但日方对核心技术采取绝对保密的措施，任何时候只要谈到和技术相关的话题，他们就会让三星的韩国员工回避。李秉哲对此非常坦然，他劝导三星员工：日本人的这种做法很正常，毕竟失去了技术就意味着失去了未来的市场。不过，日本人越是防备，三星的员工就越是要咬紧牙关学好技术。

事实上，李秉哲的许多决定看似大胆，实则经过非常审慎的调研与权衡。20世纪70年代后期，日本半导体开始崛起，李秉哲常常去日本拜访学术界和产业界的权威。1980年初，年逾古稀的李秉哲与日本战后复兴的设计师、著名经济学家稻叶秀三有过一席长谈，稻叶秀三的一句话让李秉哲茅塞顿开：“半导体将主导未来的市场，因为精巧轻便的产品是市场的需求。”

三星创始人李秉哲与最初的三星商会

1983年，李秉哲下决心带领三星全力“杀进”半导体产业。他选择了当时市场上已经供大于求的64KB DRAM存储芯片作为切入口。虽然对手强、风险大，但李秉哲认为三星可以打价格战，一旦赢下来，前景会非常广阔。

决定下得非常艰难。一旦失败，投入天文数字资金的三星也就将万劫不复。1983年3月14日的夜晚格外漫长，李秉哲回想起26岁时只身创业的自己，又一次经历着兴奋和紧张交织的复杂情感。东方渐白，在房间里来回走了一夜的李秉哲来到桌边，深吸了一口气，拿起电话拨通了韩国中央日报社的电话：“三星集团决定从3月15日起正式开发半导体尖端科技新项目，请为我们做报道吧。”

三星当时敢做出这样的决定，显然离不开韩国政府在背后的支持。20世纪七八十年代，韩国政府陆续出台多项法律，制定了相关产业政策，对半导体等电子工业予以扶持。虽然李秉哲根据企业家对市场更加敏锐的判断，没有完全遵循政府的产业指导，但韩国政府通过政府订单、关税保护等手段，极大地提高了三星等半导体企业的生存概率。

1982年，韩国国内总共只有不到1000台个人电脑，韩国政府一次订购了8360台个人电脑，以此来创造对存储芯片的需求。在政府的刺激和示范作用下，韩国个人电脑市场飞速发展，1983年的需求量比上年翻了10倍。

做出全力进军存储芯片的决定后，三星开始了一系列动作。首先，它向当时遇到资金问题的日本美光公司购买64KB DRAM技术，加工工艺则从日本夏普公司获得。外国技术许可起到至关重要的作用，在此过程中，三星逐渐熟悉渐进式工艺创新，加上逆向工程方面的长期经验，很快进入了发展的快车道。

除了技术引进之外，三星还从美国网罗大量的韩裔人才。日本东芝是三星最为推崇的对象，李秉哲参观了一次东芝公司后，就挖走了东芝的生产部部长。有趣的是，刚从美国返回中国台湾地区准备创立台积电的张忠谋，一度曾被极力邀请加入三星。

三星于1984年推出64KB DRAM时，全球半导体业步入一个低潮，内存价格从每片4美元暴跌至每片30美分，而三星当时的生产成本是每片1.3美元，这意味着每卖出一片内存三星便亏1美元。在低潮期，英特尔退出存储芯片领域，日本电气等日企大幅削减资本开支，而三星却像赌徒一般疯狂加码，逆周期投资，继续扩大产能，并开发更大容量的存储芯片。到1986年底，三星半导体累积亏损3亿美元，股权资本完全亏空。

在那段时期，李秉哲每天都会收到各个部门的汇报，其中大部分内容都是关于三星集团财政赤字的。几乎每一个部门的汇报中都有类似这样的内容：“自从半导体的第一条生产线和第二条生产线开始运行以来，三星集团已经连续三年出现财政赤字了，赤字金额高达数千亿韩元。如此巨大的财政赤字，我们真的已经快要无力承担了，如果再继续下去的话，三星集团过不了多久就会面临破产的危险。”

公司的高层也劝说李秉哲：不如趁着现在还没有完全输光，干脆撤出来吧，这样还能为自己留下一条后路。但李秉哲仍然孤注一掷。“当今的形势下，我们要做的依然是继续加强技术开发，扩大工厂的生产规模。”他说。这一理念，后来逐渐演化为三星的一个重要商业理念，那就是“反周期定律”——价格低迷时扩张产能，挤垮对手；利用垄断地位，抬高市场价格。

险境中，韩国政府再次扮演了“白马骑士”的角色。1983—1987年，韩国实施“半导体工业振兴计划”，政府共投入了3.46亿美元的贷款，并激发了20亿美元的私人投资。在这个过程中，韩国政府推进“政府+大财团”的经济发展模式。为了促进芯片产业发展，韩国政府甚至不惜动用日韩建交过程中日本向韩国提供的战争赔款。

三星撑过了谷底，转机瞬间来到。1987年，日美半导体协议的签署使得内存价格回升，三星也为全球半导体市场的需求补缺，开始迅速盈利。李秉哲的“豪赌”大获成功。1992年，三星超过日本电气，成为世界第一大存储芯片制造商。韩国公司学习了日本公司一度使用的价格战，击败了自己的老师。

这还仅仅是三星带领韩国半导体产业迈向世界第一梯队的第一步。1995年之后，三星又多次发起“反周期定律”价格战，使得存储芯片领域多数厂商走向破产，自己则逐步成长为该领域的巨擘。

《经济学人》在一篇文章中评论说，20世纪80年代韩国工业的发展得益于韩国国内的政策扶持计划，由于如此庞大的资源集中于少数财团，他们可以迅速进入资本密集型的存储芯片生产领域，并最终克服生产初期巨大的财务损失。

当然，也不得不提20世纪80年代后期美国和日本之间的半导体贸易冲突，双方采取了征收反倾销税等报复措施，为韩国企业提供了重要的“机会之窗”。韩国的大财团发展模式，引发了许多上下游企业的共同发展。可以说，现在的韩国芯片产业正是由三星、现代（后更名为海力士半导体）等企业的大规模投资，带动了整个产业的发展和兴起。这也是韩国经济发展的明显特征。

源于1983年三星创始人李秉哲的一个艰难决定，世界芯片产业格局在此后20年里出现了大幅变动。在三星的带领下，1998年韩国取代日本成为全球存储芯片第一生产大国，全球存储芯片的产业中心从日本转移到韩国，一直持续到今天。

4.6 台积电“异军突起”

在日本赶超美国，韩国赶超日本的时候，一家位于中国台湾的芯片企业也悄然崛起。与以往的芯片企业截然不同，这家企业将东亚地区劳动力成本低廉的优势放大到极致，走出了一条“代工”的独特道路。

台积电总公司 来源：中国台湾地区《经济日报》

1985年，54岁的张忠谋辞去美国的高薪职位，返回中国台湾。两年后，在台湾当地有关部门的扶持下，他于新竹科学园区创建了全球第一家专业代工公司——台湾积体电路制造公司（台积电）。

这家当时并不显山露水的企业，创造了垂直分工的全新商业模式，这种模式快速成为一种产业趋势，让全球垂直分工的集成电路企业如雨后春笋般涌现，进而术业专攻，加速推动半导体产业今日的繁荣。

在回到中国台湾之前，张忠谋是美国芯片老牌巨头德州仪器的第三号人物。他1931年出生于浙江宁波，青少年时期辗转于香港、重庆。1949年，18岁的张忠谋进入美国哈佛大学，次年转学到麻省理工学院，专攻机械工程。

1958年，27岁的张忠谋进入德州仪器，到1985年离开时，德州仪器早已是芯片行业的翘楚，在全球有6万员工。张忠谋也成为最早进入美国大型公司最高管理层的华人之一。

几十年前，芯片企业都是从设计，到制造、封装测试以及投向消费市场一条龙全包，张忠谋看到了半导体设计公司和制造厂代工的分离趋势，他创办的台积电就坚定地走代工路线。

对于刚刚起步的台积电而言，人才、技术和订单都是发展的关键。为了寻觅人才，张忠谋说动了通用电气半导体部门总裁戴克的加盟，并奋力追赶展开技术认证，快速争取到为英特尔代工的机会。在争取为英特尔代工的过程中，发生了一件富有戏剧性的事情：英特尔的CEO格鲁夫考察台积电时，发现台积电的产品有多达200个缺陷，这让格鲁夫打了“退堂鼓”。张忠谋力挽狂澜，向英特尔高层打下保票，会迅速解决缺陷问题。几周后，缺陷果然减少到20个。再过几周，减少到4个。

2015年6月13日，台湾亚洲大学校长颁授名誉博士给台积电董事长张忠谋（右一）

渐渐地，芯片设计厂商们发现，将芯片交给日本公司生产至少需要12周，交给新加坡的公司需要6周，交给台积电生产只需要4周。于是，越来越多的硅谷的芯片设计公司逐渐把高层次的芯片交给台积电生产。这是一个发生在上世纪下半叶产业转移大背景中的小故事，但台积电紧紧抓住了产业转移的机遇，把工业生产能力和管理能力做到极致，形成了“独此一家，别无分号”的垄断地位。外界评价，由台积电开始，晶圆代工成为了一个行业。

张忠谋的眼界和决断固然厉害，但台积电甚至台湾地区芯片产业的兴起，也有台湾当地部门在其中的扶持。

20世纪70年代初，台湾当地有关部门出资从美国无线电公司购买技术，交由台湾“工业研究院”下属“电子研究所”消化、吸收、创新。形成初步的自主技术后，又在台湾当地有关部门主导下成立了台积电以及另一家名为联华电子的公司，由“电子研究所”将累积的自主技术无偿转让给这两家企业。

根据学者考证，台湾当地有关部门甚至最初直接为台积电和联华电子出资，并说服几家大企业参与其中。直到20世纪80年代中期，台湾集成电路产业有了赢利能力，当局才逐步退出，转由企业家主导。

1997年，台积电在美国纽交所上市，当年实现13亿美元营收，5.35亿美元盈利。2009年，重返台积电的张忠谋预计到手机等移动终端市场即将兴起，连续3年大力度投入，在40纳米、28纳米工艺制程上实现领先，成为与英特尔、三星电子相抗衡的制造企业。

2013年时，台积电营收19.85亿美元，晶圆代工市场占率46%，成为全球第一大芯片代工厂。

在中国台湾地区《天下》杂志的标杆企业奖评选中，台积电连续11年独占鳌头。美国有线电视新闻网则评价张忠谋是台湾经济崛起的象征。

重温20世纪半导体产业历史（从晶体管——集成电路的发明）

参考文献

［1］埃弗雷特·M·罗杰斯.硅谷热［M］.范国鹰，译.北京：经济科学出版社，1985.

［2］安迪·格鲁夫.只有偏执狂才能生存［M］.安然，译.辽宁：辽宁教育出版社，2002.

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［4］吴军.浪潮之巅（第三版）［M］.北京：人民邮电出版社，2016.

［5］吴军.硅谷之谜［M］.北京：人民邮电出版社，2016.

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［7］周程.日本官产学合作的技术创新联盟案例研究［J］.中国软科学，2008.

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［9］毕亚年.台积电创始人张忠谋的创业故事［J］.华商韬略，2016.

［10］Linda Hsu.全球半导体霸主：英特尔［M］.上海财经大学出版社，2007.

第5章
风雨兼程60年

引子

宁可做过，不可错过。

钱学森说，20世纪60年代，我们全力投入“两弹一星”，我们得到很多；70年代我们没有搞半导体，我们为此失去很多。

技术进步是颠覆式的，每落下一步，就很快会被甩下一大截。

从“梦幻开局”到“十年动乱”，从“砸锅卖铁”也要把芯片搞上去，到奋力追赶却频遭禁运封锁，中国经历太多“芯”酸往事。

这好比一场长跑，一个瘦弱的选手可以凭借冲劲和意志在赛程的前半段紧追不舍，但要赢下比赛，他还需要更强大的实力。

当危险逼近时，善于抓住时机迎头痛击它，要比犹豫躲闪更有利。因为犹豫的结果恰恰是错过了克服它的机会。

——[英]弗兰西斯·培根

5.1 中国“芯”梦幻开局

低调的他，从没有被人们遗忘。

杨振宁说：“中国搞半导体的，都是他的徒子徒孙！”

周培源说：“如果拿20世纪60年代初期的水平比，中国的半导体事业并不比日本落后，这其中他功不可没。”

与量子力学的奠基人之一马克斯·玻恩（Max Born，1882-1970）合作著书《晶格动力学理论》，随即成为半导体领域的奠基之作，被牛津大学出版社列入“牛津经典物理著作丛书”。每日海量纯净版书籍,大师课精彩分享微.信:dedao555

这位有着中国半导体“开山鼻祖”之称的科学家就是黄昆。

一、开拓者黄昆

黄昆1941年燕京大学毕业时留影 来源：新华社

黄昆，祖籍浙江，成长于北平，天资聪颖。1941年，黄昆从燕京大学毕业，随即到西南联大攻读物理系研究生。

当时他与杨振宁、张守廉同住一间宿舍，三人被称为物理系“三剑客”。那时的他们都才二十出头，总喜欢纵论风云，而黄昆往往将话题引向“极端”，引发无休止的争论。有一次，为弄明白量子力学中“测量”的含义，他们从白天一直讨论到晚上，上床后又爬起来，点亮蜡烛，翻看权威资料寻找答案。对于问题的每一个环节，黄昆总是反复推敲。

多年后，杨振宁对黄昆的较真仍然念念不忘，他说一生中最重要的时期，不是在美国做研究，而是和黄昆同住一舍的时光。

从西南联大毕业后，被“庚子赔款”留英公费生录取的黄昆，在英国读书期间如鱼得水。由于成绩优异，他受邀与当代物理大师、诺贝尔奖获得者玻恩合作，共同撰写一部名为《晶格动力学理论》的专著。

这部专著历时5年问世，至今仍是固体物理学领域的权威著作。在晶体管向集成电路的关键性一跃中，黄昆的理论起到了至关重要的引导作用。

此时的黄昆，还不能预见到自己未来的成就。在学术研究之余，他最关心的就是国内的动态，“两耳不闻窗外事”从来不是黄昆的人生准则。他给西南联大时的同学兼好友、此时正在美国芝加哥大学求学的杨振宁写了一封信，除了谈论学术研究心得之外，说得最多的是人生抱负与抉择。

《晶格动力学理论》M.玻恩 黄昆著

信中写道：“当我有时告诉人我一两年后回国，他们常有疑讶的表现，似乎奇怪为什么我不想在这orderly（秩序井然）、secure（安全）的地方住下来而要跳入火坑。虽然我难以想象我们一介儒生能影响多少国运……但我们如果在国外拖延目的只在逃避，就似乎有违良心。我们衷心还是觉得，中国有我们和没我们，makes a difference（有些区别）。”

与黄昆的浓烈家国情怀以及日后面临的人生际遇不同，他的美国同行们可以将更多精力投入到纯粹的科学研究中。这一年的圣诞节假期前，如我们在前一章中所述，肖克利、巴丁和布拉顿发明了晶体管，宣告半导体科学的诞生。这一载入史册的重大发明，为后来集成电路以及现代计算机等一系列电子设备的问世吹响了号角。

1951年，黄昆践行自己的人生允诺，回到北京大学任物理系教授。当时新中国百废待兴，急需培养大批物理学人才。作为一名在世界学术界冉冉升起的新星，黄昆中断已从事多年的研究项目，开始了自己长达26年的教学生涯。

他很快就在北大出了名——学生们知道教物理的是刚刚从英国回来、颇有建树的教授，都以为他是一位老先生，不想走进教室的是个30岁出头的翩翩男子，一开口又是地道漂亮的北京话，这些都让听课的学生们大为开心。再加上黄昆本身功底深厚，讲课用心，因此深受学生欢迎。

随后，黄昆受命主持北京大学物理系固体物理教研室的工作。1954年，由黄昆带头，北京大学物理系专门为学生开设了“半导体物理学”这样一门新兴课程。

1956年，在周恩来总理的亲自领导下，我国制订了科技发展远景规划，半导体技术被列为当时四大科研重点之一。中央有关部门决定，由黄昆、谢希德和王守武等知名学者在人才培养和开拓性研究方面进行突击。

《半导体物理学》黄昆 谢希德 著

黄昆在北大任教期间参与创建了中国第一个半导体物理专业，培养了第一批和其后几代半导体专业人才，包括甘子钊、秦国刚、夏建白等好几位中国科学院院士。任教期间他还主持了本科生教学体系的创建工作，并著有《固体物理学》以及与谢希德教授合著了《半导体物理学》。这两部著作都以讲解透彻、精辟著称，一直是我国理工专业的学生和科研人员的必读之作。

1977年是黄昆命运的又一个转折点，邓小平同志亲自点名让他担任中国科学院半导体研究所所长。在国际物理界沉寂了近30年后，黄昆又重新在科学界活跃了起来，他开始了自己研究生涯中的第二个“黄金时代”。

同时，在黄昆的主持下，半导体所建成了我国半导体超晶格国家重点实验室，开创了我国在材料科学和固体物理学中崭新领域的研究工作。这一新兴领域目前已经在世界上占有一席之地。

从“黄散射”到“黄方程”，从“黄—里斯因子”到“玻恩和黄”“黄—朱模型”，黄昆院士在固体物理学发展史上树起一块块丰碑。2002年，黄昆获得2001年度国家最高科学技术奖。从这500万元大奖中，他拿出大部分钱用来奖励在半导体物理及固体物理研究中的优秀人才……

二、“八级钳工科学家”王守武

在中国半导体科技和集成电路产业领域，还有这样一位开拓者，执着创“芯”60年，他就是王守武。与黄昆、谢希德一样，这三位都是在解放初期从国外归来的博士、中科院学部委员，素有“微电子科技领域三足鼎立”之说。

憧憬“科学救国”的王守武，在1945年抗战胜利后考入美国普渡大学研究生院攻读工程力学。正在兴起的量子力学引起了王守武的兴趣，他便从工程力学转向微观粒子运动规律的研究，于两年后获得博士学位并留校任教。

新中国成立后，身在美国的王守武归国心切。他以看望年迈多病的寡母为由，携同夫人，怀抱不满周岁的女儿，于1950年回到祖国。

王守武深知半导体工作的重要性，毅然中断其他的科研项目，全身心投入半导体研究之中，在中科院应用物理所组建了国内第一个半导体研究室，首先抓的是晶体管中最基本的材料——锗的制取。

中国半导体材料从锗开始。1957年，北京电子管厂通过还原氧化锗，拉出了锗单晶。我国第一根硅单晶于1958年7月问世。

在王守武的科研经历中，有一个职务不得不提，那就是我国第一家半导体器件厂——中科院109厂厂长。这个厂是中国科学院在半导体所之外建立的一所实验工厂，也是中科院微电子所的前身。1980年至1986年，王守武兼任中国科学院109厂厂长。109厂所生产的开关管，供中科院计算研究所研制成第二代计算机。

1949年，王守武、葛修怀夫妇在美国普渡大学 来源：《中国科学报》

身为科学家的王守武为何答应担任厂长？对此，原中科院109厂党委书记张钟达等曾撰文介绍：深层次的考虑，是王守武对国际集成电路产业的发展趋势以及我国集成电路产业当时的现状分析后的判断——“我国集成电路产业只有把手工作坊式的生产方式转变成现代工业化的生产方式才有出路”。

王守武在行业内享有“八级钳工科学家”的雅号。对基础辅助材料、超纯水、MOS级化学试剂，他都一丝不苟地进行分析、测试；对设计版图，他反复对比、修改、优选。光刻机有渗油、蒸发台铝的厚度和致密度性能不稳、椭圆偏振测厚仪经常有小毛病……都是他蹲在现场，甚至趴在地上查原因、换配件，一一解决。

1983年，年逾花甲的王守武再一次受命，出任国务院电子振兴领导小组集成电路顾问组组长、国家科委半导体专业组组长。他主持研制4千位、16千位的DRAM （动态随机存储器）大规模集成电路，在研究与开发中国半导体材料、半导体器件及大规模集成电路方面做出了重要贡献。正是依靠这种严谨的精神，仅用了一年时间，他就把256位MOS随机存储器的最高批量成品率提高到了当时国内前所未有的水平。当时在亚洲地区，这仅次于日本。

1979年，王守武与研究人员在超净线工作 来源：《中国科学报》

三、熠熠闪光的名字

如黄昆、王守武一样，20世纪50年代前后，一批中国的年轻人在英美接受了顶尖训练，他们中的许多人在学成之后返回中国，让新诞生的半导体科学在中国也早早地落地生根。与黄昆一起合作的，是一连串熠熠闪光的名字，我们撷取部分，在这里展示。

谢希德，1952年绕道英国回到上海的美国麻省理工学院博士。这位中国半导体物理学科和表面物理学科的开创者和奠基人，后来成为复旦大学的校长。

汤定元，1950年获美国芝加哥大学硕士学位，1951年回国。中国半导体学科和红外学科的创始人之一。

洪朝生，1948年获得美国麻省理工学院博士学位，1952年回国。中国低温物理与低温技术研究的开创者之一。

吴锡九，1955年获美国麻省理工学院硕士学位，1956年追随钱学森一同回国，中国第一代晶体管、晶体管计算机和微型计算机的奠基人。

林兰英，1955年获美国宾州大学博士学位，1957年回国，先后负责研制成我国第一根硅单晶、第一根无错位硅单晶、第一台高压单晶炉，为我国微电子和光电子学的发展奠定了基础。

……

除了黄昆，他们中的很多人先后分配到了北京东城区美术馆后街大取灯胡同9号，这里曾是北平研究院的旧址，现在是中国科学院应用物理研究所。

这批顶尖科研人才对于初生的新中国来说难能可贵，中国“芯”的梦幻开局也就此启动。

从1956年开始，中国大规模开启半导体科技研发和人才培养。这一年，国家提出要“向科学进军”，建设社会主义现代化强国。国务院制订了科技发展12年规划，将电子工业列为重点发展目标。教育部集中了全国5所大学的科研资源，在北京大学设立半导体专业；黄昆、谢希德牵头，培养出了我国本土的第一批半导体人才。

这批学生中，包括后来成为北京大学微电子所所长的王阳元院士、华晶电子集团总工程师许居衍院士、原电子工业部总工程师俞忠钰等人。他们将在20世纪七八十年代接棒中国“芯”的主攻手位置。

依靠苏联式的军事工业和科研体系，结合满怀报国之情的“海归”人才，中国在世界半导体行业发展的早期阶段一度紧跟美国。1957年，北京电子管厂研制出锗晶体管。这家由民主德国提供技术援助建成的工厂，是当时亚洲最大的电子管厂；后来经过改制，成为如今以研制显示屏著称的京东方公司。

北京电子管厂原貌

1958年，人称“大王”“小王”的中科院王守武、王守觉兄弟俩研制出中国第一批锗合金高频晶体管，并成功应用在109厂的109乙计算机上。同年，中科院半导体所和河北半导体研究所正式成立，中国的半导体工业体系初步建成。

1959年，在林兰英的带领下，我国冲破西方禁运，仅比美国晚一年制成硅单晶。

世界局势风云变幻，这一年，苏联专家大规模撤出中国。而在地球的另一边，美国的仙童公司研制出全球第一块可用于大规模量产的集成电路，电子科技的发展进入了“快车道”。中国科学家依靠自己的力量奋起直追。

黄昆、王守武、王守觉、林兰英等人开始研究美国仙童公司刚刚发明的平面光刻技术，并于1963年成功研发出5种硅平面器件，应用在了109丙型计算机上。

1965年，王守觉在一块约1平方厘米大小的硅片内，刻蚀了7个晶体管、1个二极管、7个电阻和6个电容的电路，我国第一块集成电路由此诞生。这一时间比美国晚了不到7年。

在老一辈科技精英的带领下，中国科学界和工程界用一往无前的豪情与意志，紧追世界半导体研究的前沿，保障了“两弹一星”等一批重大国防项目的电子和计算配套，同时，也为中国建立起一套横跨院所、高校的半导体人才培养体系。

相比而言，这一时期的日本通过引进美国技术和承接产能，也初步建立起了半导体工业体系。韩国的三星还在筹划加工基地的建设，刚准备从事电子设备组装。这两个后来的“芯片大国”，此时与中国几乎处在同一条起跑线上。

半导体器件批量生产之后，在20世纪60年代主要用来生产晶体管收音机，电子管收音机因此在体积上大为缩小，重量大为减轻。一般老百姓把晶体管收音机俗称为“半导体”。它与缝纫机、自行车和手表，成为60年代中国普通居民最想购买的“四大件”。

我们现在和将来的责任

（此文系王守武小学六年级时所作，原载《民智》，1930年第11期号）

■王守武

喂，诸位朋友，你可知道我们中国多么危险呀。正像一根没有再细的头发吊着，飘摇在那漫无边际的天空，还要被那风吹雨打。你想危险不危险呢。

要使我们的中国转危为安，转弱为强，除了几个先知先觉的父老以外，便是我们学生应负责任。

换一句话说，隔了几年或是十几年，我们学生便应该负这重大的责任，便应该尽这重大的责任。那么隔了几年，我们就有负担的可能吗？我们就有能力去尽责任吗？那不容说一定是不能不能……

所以现今的我们，应当努力读书，切实地去求学问，去求那真实的学问，去求那高深的学问。实学得到了，才能救我们的中国，救危险的中国。

诸位朋友，你们要救中国。你们要做中国的人。一定要大家尽责，大家负责。愿大家努力读书，努力前进。还愿将来努力救国，努力富国，努力强国。

5.2 芯片传奇“三枝花”

在中国“芯”的早期奠基中，先辈科学家们甘愿默默走进历史，只留下一个集体背影。在那个风起云涌的年代，从事半导体的女性实在是少之又少。有三位杰出女性的名字值得专门从史海中钩沉，她们是：谢希德、林兰英、夏培肃。

一、复旦“最美”谢希德

20世纪80年代，复旦大学有个“选美”活动，请大家公推复旦校园内最具气质、最有风度的人物。莘莘学子一致选了他们的老校长谢希德女士。

谢希德

谢希德貌不惊人，然而在学生们眼中却是“最美”，这是隽永恒久的美。

她自幼多病，17岁患上股关节结核病，腿疾更令她一生行走艰难。38岁做肾切除手术，46岁又患上乳腺癌。她一生饱经磨难，常与疾病相伴。但她从不向命运低头。从厦门大学到美国史密斯学院，再到麻省理工学院，她始终坚信“中国女性同样能成为如居里夫人一样杰出的科学家，我们应努力为之……”

她是新中国成立后的第一位大学女校长，为我国的半导体物理学科做出了开创性的贡献，被誉为“中国半导体之母”。

1921年，谢希德出生于福建省泉州市。父亲谢玉铭与杨振宁的父亲曾同在美国芝加哥大学求学，是中国物理学的先驱之一。在学生时代，谢希德就以“学习认真，钻研精神特别足”而著称。

“中国需要科学”——这是谢希德的父亲在她很小的时候常说的一句话。在抗战流亡中她完成了中学学业，考取了三所大学，却因患病而只能休学。1946年，她完成了在厦门大学数理系四年的学业，考取美国史密斯女子文理学院，随后又赴麻省理工学院攻读理论物理专业的博士学位。1951年，30岁的谢希德从麻省理工学院毕业，她的爱人曹天钦也获得英国剑桥大学博士学位。

那个年代，美国政府对留美的中国学生回国横加阻挠，归国心切的谢希德在著名学者李约瑟的担保下来到英国，与曹天钦辗转多地，才踏上了归国的旅程。在那个“向科学进军”的年代，谢希德全身心地响应号召，“迅速把世界科学最先进成就介绍进来，快速补足短缺而急需的门类”。推动祖国的半导体学科发展就是当年谢希德回国的最大动力。

由于谢希德的学术成就，刚回国的她就被复旦大学物理系聘为副教授。短短5年时间，她在复旦大学从无到有地开设了固体物理学、量子力学等6门课程。

新中国迫切需要用科学技术改变自己的落后面貌。1956年6月，在周恩来总理亲自主持下，国务院组织全国科学家制定了《1956—1967年科学技术发展远景规划纲要》，通信广播系统、无线电电子学研究应用、半导体技术、计算机技术和国防无线电电子技术被列为国家重要的科学技术项目。中国发起了对半导体专业的攻坚战。根据这一《规划纲要》，北京大学、复旦大学、吉林大学、厦门大学和南京大学联合在北京大学开办了半导体物理专业，学部委员（1994年改称院士）黄昆、谢希德分别任这一专业的主任和副主任。

两年后，谢希德与黄昆合著的《半导体物理学》问世，该书至今仍是中国半导体领域的经典教材。谢希德还出版了研究固体物理的专著，填补了我国半导体教学与研究的空白。

20世纪60年代初，国际上硅平面工艺兴起，谢希德敏锐地看到这将促进半导体技术和物理学的迅猛发展。她与黄昆联名建议开展固体能谱研究，并由北京大学、复旦大学、南京大学共同承担。作为新中国半导体技术的重要奠基者，我们不难想象，她在这一段时间里意气风发、投入工作的模样。

集成电路的发明者之一、两次诺贝尔物理学奖获得者约翰·巴丁在20世纪80年代初曾率团访华。他回国后称赞说：在中国科学界，谢希德教授是属于最有影响的人士之一。

这位“中国科学殿堂的美丽女人”，晚年是站着工作的。因为腿疾，双腿不能弯曲，她只得站着发送邮件，站着联系工作；直到有一天突发急性心衰和呼吸衰竭，谢希德再也站不起来了。

来探望她的人说，这哪像个病房，根本就是工作室和会客室。她却安慰别人：“我愿意忘记自己是个病人，那样我才会快乐。”

二、林兰英：拉制出中国第一根硅单晶

如果说谢希德有着“中国半导体之母”的雅号，林兰英则被尊称为“中国半导体材料之母”。她先后负责研制成我国第一根硅单晶、第一根无错位硅单晶、第一台高压单晶炉，为我国微电子和光电子学的发展奠定了基础。

林兰英1918年出生于福建莆田，1940年毕业于福建协和大学物理系。1949年秋，她前往美国宾夕法尼亚大学研究院留学。适逢美国贝尔实验室的物理学家制成了世界上第一块半导体锗单晶，正在学习固体物理的林兰英开始了对半导体材料的研究。

1955年夏，林兰英成为宾夕法尼亚大学建校115年来的第一位中国博士，也是该校有史以来的第一位女博士。之后，她被聘为从事半导体科研工作的索菲尼亚公司高级工程师。靠着她的科学分析指导，公司成功造出了第一根硅单晶。

林兰英博士毕业照

梁园虽好，非久留之地。1957年，林兰英冲破重重阻挠，回到祖国怀抱。她的积蓄被美国当局扣押，回国时身无分文，但她毅然将自己冒险带回的价值20多万元的500克锗单晶和100克硅单晶，无偿赠予中国科学院，它们成为我国半导体科学工作者求之不得的无价之宝。

回国后，林兰英的第一个目标就是拉制出属于中国的第一根硅单晶。当时新中国百废待兴，制取硅单晶最需要的保护气——氩气更是稀缺，这种气体国内不能生产，又被列在国外的禁运名单上。林兰英想出了抽真空的方法，并且把她在美国发明的籽晶保护罩运用到了制造过程中。

后来的一篇报告文学这样描写当时的情形：

闭合开关，升温、熔化。多晶体在逐渐变化颜色……

墙上的挂钟在“嘀嘀嗒嗒”地响着，那是时间的脚步声，在那几个小时里，林兰英和她的同事们的心穿越在时空无限的隧道中，一切仿佛都永无尽头……他们的躯体却像是僵化不动的。

林兰英戴着黑色的护目镜，一动不动地俯在观察孔前，目不转睛地观察着晶体的熔变、蒸腾，那乌亮的光泽急剧地抖动着，金光闪烁……她感到自己胸腔里的那颗心也像跳进了炉腔之中，熊熊燃烧……

……它开始凝结了。那绝妙的对称按照林兰英头脑的预计迅速地排列组合着，新的物质就这样在令人激动和不安中诞生。每个人的面部表情都定格在同一内容——漫长等待之后的舒缓和放松。

当那根长8厘米、直径2英寸（约5厘米）、乌黑锃亮的圆柱体呈现在人们面前时，黎明的曙光照耀在大家的脸上。

成功了!

这是中国的第一根硅单晶!

“如果不靠自己努力，也许很多材料我们现在都没有。”林兰英后来回忆道。

在1958年拉制出中国第一根硅单晶后，1961年，林兰英又把目光投向了硅外延材料的研制。这是一种具有两层硅单晶结构的材料，具有非常重要的战略意义。她又一次成功了。由这种硅外延材料制作的一些新型硅器件，使得军用雷达、电台、遥感测量仪器等更为精确可靠。值得一提的是，这种材料在我国第一颗原子弹的制造过程中发挥了不可忽视的作用。林兰英也因此成了为“两弹一星”做出重要贡献的科学家之一。

三、夏培肃：从国产计算机到自主芯片

随着龙芯系列后来被广泛应用于北斗系统等，龙芯1号作为芯片民族品牌的先行者广为人知，但很少有人知道，2002年研制成功的龙芯1号还有另一个名字——“夏50”。

为纪念夏培肃从教50周年，龙芯1号被命名为“夏50”

在龙芯1号的金属层上，用放大镜可以看到“夏50”的字样。这是为了向我国第一台自行研制的计算机的缔造者夏培肃院士致敬，2002年正是夏培肃为中国计算机事业服务的第50个年头。

1923年7月28日，夏培肃出生于重庆的一个教育世家。她从小天资聪颖，高中时以全校第一的成绩毕业，顺利考入中央大学（即现在的南京大学）电机系；毕业后又进入交通大学重庆本部电信研究所攻读研究生，成为该所1949年之前招收的两名女性之一。

1947年，夏培肃从交大学成毕业，赴英国爱丁堡大学继续深造。新中国成立后，已获得博士学位的夏培肃，与丈夫杨立铭（中国科学院院士、著名理论物理学家）一起，毅然踏上归国的邮轮。

在中国的计算机技术编年史上，夏培肃占有多个第一。1953年，在华罗庚的领导下，夏培肃成为中国第一个电子计算机三人科研小组的成员之一，并且是唯一一直坚持在这个领域的成员。1956年，夏培肃在长期研究和实验的基础上，初步完成了中国第一台电子计算机的运算器和控制器的设计，同时编写了中国第一本电子计算机原理讲义。20世纪50年代中期，周恩来总理主持和组织全国科学家制定了十二年科技规划，夏培肃是“建立计算技术”这部分的起草人之一，参与创建了中国第一个计算技术研究所，并一直在此工作。50年代后期，夏培肃研制成功了中国第一台自行设计的通用电子数字计算机——107计算机。

夏培肃院士

夏培肃院士领导的科研小组自行设计于1960年4月研制成功的小型通用电子计算机107机

107计算机的传奇曾久久在中国科研人员中传颂。这台机器在当时是一个震撼式的成果，内存大得惊人，持续工作时间也长得惊人，当然价格也贵得惊人。全国只造了两台，每一台要占4个40平方米的机房；其中一台交给了中国科技大学，当时，为了避免技术的泄露和“破坏”，还专门为它成立了一个保卫处。

以自力更生、艰苦奋斗的精神大力研发自主技术，即使已经引进了苏联的技术资料，依旧保留自己的技术研发团队——夏培肃于1954年着手基本逻辑电路的设计、试验和运算器、控制器的逻辑设计，这为中苏关系恶化后自主研制计算机打下了坚实的基础。

后来，中科大以107计算机为基础，编写了《计算机原理》和《程序设计讲义》，作为该校计算机专业、力学系、自动化系、地球物理系的教材。107计算机除了为教学服务外，还服务于潮汐预报、弹道计算、核物理、力学、微波等领域。

“60年代中期，夏先生就解决了大型计算机在高速信号传输时出现的波形畸变问题。她有详尽的理论分析和大量实验。”中科院计算所研究员唐志敏1985年从南京大学毕业，考入计算所师从夏培肃。他记得，夏培肃当笑话说起过这件事——“文革”中，夏培肃受到冲击，一段时间不能直接从事科研，当时进行1025机攻关的同事遇到这个问题，就偷偷来找夏培肃询问。

“她也据此为自己后来负责设计研制的多台高性能计算机制定了具体的电路工程设计规范。”唐志敏解释，计算机专业的人不懂电路造成信号传输问题，而夏培肃的博士论文是研究非线性电路的，正好能够解决这个问题。

在研发计算机的过程中，夏培肃深刻意识到高性能处理器芯片的重要性和研发困难。为此，她在20世纪80年代亲自设计并试制成功高速算术逻辑部件芯片。

她还多次以书面的形式向有关部门建议：“我国应开展高性能处理器芯片的设计。建议国家大力支持通用CPU芯片及其产业的发展，否则，我国在高性能计算技术领域将永远受制于人。”在这一时期，诺贝尔奖获得者李政道先生在国内设立了高等科学技术中心，其中有一个研制高性能并行计算机的任务。夏培肃带领刚从美国回来的李国杰、祝明发以及从英国回来的林琦三个“洋博士”组成了力量雄厚的科研小组，参与开发研制。这一项目对以后的曙光、龙芯的研究开发产生了重要影响。

祝明发后来曾任曙光1000大规模并行计算机系统和联想深腾1800/6800超级计算机总设计师，组织指挥了国家“863计划”6个型号的大规模并行计算机和超级计算机的研制工作。

李国杰后来则担任了国家智能计算机研究开发中心主任、中国科院计算所所长，领导中科院计算所和曙光公司发展我国高性能计算机产业、研制龙芯高性能通用CPU芯片，1995年当选为中国工程院院士。

夏培肃还参加了中科院计算所的筹备和建立，一手创办了中科大的计算机专业。当时，在清华大学等高校的配合下，计算所举办了4届训练班，为期一至两年。培训班从各高校的数学、物理等专业选了700多人，培养计算技术专业人才。夏培肃是历届计算机训练班的业务负责人和主讲教师，训练班学员中的许多人后来成为我国计算机界的领军人物。

20世纪90年代中期，夏培肃在担任国家攀登计划B“高性能计算机中的若干关键问题的基础性研究”的首席科学家时，提出高速互连网络的思路，可以互连数以万计或更多的处理机。同时，她还负责设计并试制成功了两种高速运算器部件的芯片。

“她最想做的就是要让中国的计算机赶超世界先进水平。”祝明发回忆自己的恩师时说。

5.3 从落后5年到落后20年

新中国成立时，全中国只有几个比较像样的有线电和无线电工厂，旧式机床不到1000台，生产能力和技术水平几乎为零。

1951年10月底，中苏第二届商务谈判在莫斯科举行。中方代表团成员向当时与中国关系密切的苏方探寻援建电子管、无线电元件和交换机生产厂的可行性。结果，援建电子管厂和交换机厂的动议顺利通过，但电子元件厂却被苏方拒绝，理由说来倒也简单：“援助电子管厂是可以的。至于无线电元件，连我们的工厂都是民主德国帮着建起来的，你们去请他们帮忙吧。”

1952年，民主德国方面尽最大的努力，给中国提供了种类和规格繁多的产品，最终确定引进18家单位的80多项产品，初步核算需要1.4亿元。

随后，中方在北京酒仙桥筹建北京电子管厂（即现在的北京京东方公司），由民主德国提供技术援助。该厂总投资1亿元，年产1220万只，是亚洲最大的电子管厂。除此之外，酒仙桥还建起了规模庞大的北京电机总厂、华北无线电器材联合厂、北京有线电厂及华北光电技术研究所等单位。

响应“向科学进军”的号召，中国的知识分子、技术人员克服外界封锁的困难，在海外回国的一批半导体学者的带领下，开始建立起自己的半导体产业。

1947年，美国贝尔实验室发明了半导体点接触式晶体管，从而开创了人类的硅文明时代。在地球的另一边，1959年，在林兰英的带领下，我国冲破西方禁运，仅比美国晚一年拉出了硅单晶。同年，李志坚在清华大学拉出了高纯度多晶硅。1960年，中科院半导体所和河北半导体研究所正式成立，我国的半导体工业体系初步建成。1965年，我国第一块集成电路诞生。

1966年，十年动荡开始，但我国的半导体工业建设并未止步。1972年，美国总统尼克松访华后，中国开始从欧美引进技术。这一年，我国自主研制的PMOS大规模集成电路在永川半导体研究所诞生，实现了从中小集成电路发展到大规模集成电路的跨越。

一、追赶乏力

从小规模集成电路起步，经过中规模集成电路，发展到大规模集成电路，就在美国的芯片技术飞速发展之时，中国的追赶开始乏力。

在20世纪六七十年代，以中国的精英科学家和军事化研发体制，足以保证“两弹一星”这样的国家级工程顺利完成，但要让芯片产业实现超微细加工技术的不断升级，应对瞬息万变的市场变化，以及达到每年上亿甚至数十亿的产量，遇到了越来越多的障碍。

从国际上看，由于集成电路是先进技术，而且与国防军事密切相关，“巴统”对中国长年实行禁运，无论制造设备还是工艺技术，在一个很关键的时期内断绝了中国交流引进的路径。

从国内看，20世纪60年代后期，处于“文革”动乱的中国一度采用群众运动的方式全民大搞半导体。当时，报纸上长篇累牍地宣传：街道老太太在弄堂里拉一台扩散炉也能做出半导体。这种违背基本规律的鼓吹，严重冲击了正规工厂的半导体生产研发流程。

1968年，北京组建东光电工厂；上海组建无线电十九厂。至1970年建成投产，形成中国集成电路产业中的“南北两霸”。但所谓的“打破尖端迷信”，让造反派对东光电工厂建厂时铺设的水磨石地板进行了大肆批判，导致工厂不敢对产品质量提出起码的要求，甚至把其负责研制的百万次大型电子计算机电路推倒重来。

20世纪70年代初，随着中美关系的缓和，中国开始恢复与西方国家的经济技术交流。事情并不是一帆风顺。1973年，中方一个考察团赴美考察彩色电视机生产线，美方热情接待后赠送考察团代表每人一份工艺精致的玻璃蜗牛小礼品。不曾想“蜗牛”引起始料不及的政治风波，彩电生产线的引进被迫停止。

受此影响，中方此前与日本电气股份有限公司谈判引进的一条集成电路生产线也宣告流产，失去了一次引进全套技术的机会。

与之形成鲜明对比的是，中国台湾地区的“工研院”1975年向美国购买3英寸晶圆生产线，1977年即建成投产。1978年，韩国电子技术研究所（KIET）从美国购买3英寸晶圆生产线，次年投产。1980年，台湾地区的联华电子建立4英寸晶圆厂。而中国大陆直至1988年才由上海无线电十四厂与美国贝尔电话合资成立贝岭微电子公司，建设中国大陆第一条4英寸晶圆生产线。那时，在欧美联手封锁压制下，中国大陆只能买到二手淘汰设备。

值得一提的是，1975年，中国大陆已经完成了动态随机存储器核心技术的研发工作。北京大学物理系半导体教研室由王阳元领导的课题组，完成了三种技术方案，在当时的中科院109厂生产出中国第一块1024位动态随机存储器。这一成果尽管比美国、日本晚了四五年，但是比韩国要早四五年。

1975年，北京大学物理系王阳元领导的课题组研制成功第一块三种类型的1024位MOS动态随机存储器

由于国家经济与财政的原因，在20世纪六七十年代，我国的五年计划对集成电路的总投资还不及国际上一个大公司一年的投资。例如，1973年中国与日本电气股份有限公司谈判引进集成电路生产线时，预备的资金仅为日方报价的一半。

在欧美技术封锁以及1980年后中国大陆减少电子产业投资的情况下，中国大陆的DRAM产业开始领先韩国，然后迅速被韩国反超。

二、一己之力难以追赶

当中兴事件发生后，中国的互联网上出现一种声音，认为中国芯片“梦幻开局”，起步不算晚，假如一直埋头搞建设，是否能发展出不逊于美、日、韩的技术能力和产业水平？事实上，在日新月异的技术和庞大的工业体系面前，中国的芯片产业的发展很难靠“技术英雄”的一己之力实现赶超。尤其是那时十年动乱已经让企业的生产条件和设施受到严重破坏，产业发展违背科学规律，加之国际上的技术封锁与禁运，我国的芯片产业基本处于分散的、手工式的生产状态，与国际先进水平的差距不仅难以弥合，而且正在呈现出成倍扩大的趋势。

技术进步是颠覆式的，每落下一步，很快就会被甩下一大截。研究芯片发展史的专家给出了比较客观的评判：这一时期的中国“芯”，在科研、技术水平上与世界水平有15年左右的差距，在工业生产上则有20年以上的差距。

1977年12月5日，《人民日报》在头版刊发了一篇题为《电子水准是现代化的标志》的社论，郑重宣告：电子工业是实现四个现代化的重要物质技术基础。这篇铿锵有力、充满了时代印记的文章，在坦率承认我国电子科学技术还比较落后的同时，也充满信心地指出，“中国劳动人民是聪明的，广大工人和科学技术人员是有志气、有能力的。他们不是冲破了帝国主义、社会帝国主义的封锁，为原子弹、氢弹爆炸，为卫星上天和返回地面，做出了自己的贡献吗？……他们不是依靠自己的力量研制出大型高速电子计算机吗？”

芯片产业无疑是这篇文章所说的“现代化的标志”之一。不可否认，中国在过去10年里咬着牙取得了一批值得大书特书的科技突破，但无论芯片的技术还是产量，此时都已经远远落后于世界先进水平。不仅世界第一的美国将中国抛在了身后，连昔日落后的日本、韩国也正在迅速赶超。

发展芯片产业的重要性和紧迫性，已经为决策者所认可。

1977年8月，30位科技界代表受邀参加在人民大会堂召开的科教工作者座谈会。王守武发言说：“全国共有600多家半导体生产工厂，其一年生产的集成电路总量，只等于日本一家大型工厂月产量的十分之一。”这句话，把改革开放之前中国半导体行业的成就和家底概括得八九不离十。

1977年8月，全国科教座谈会参加者合影

在中国的其他高科技领域，情况相差无几。著名的“863计划”启动之前，中国科技界对这种差距洞若观火，一位资深科学家曾痛心疾首地说道：“如果再这样下去，中国的年轻科学家将丧失与国际科学界对话的能力。”

在这样的劣势下试图赶超，无疑需要对芯片产业甚至社会经济的发展规律有极其精准的洞悉和运用。只有改革开放的春风才能为芯片产业的发展注入了新的生机与活力。

回想1977年，除了专业领域的少数领军人物，上至中央高层，下至普通专家，国人对这种差距和追赶的难度普遍认识不足。例如，有领导同志当年就曾问芯片产业的老一辈科学家王守武：“你们一定要把大规模集成电路搞上去，一年行吗？”

5.4 造得出“两弹一星”，造不出芯片？

如果说中国的芯片产业在前30年里做到了独立自主，但严重缺乏产业化和持续更新“造血”的能力，那么在接下来的30年里，中国又进入以市场化和运动式集中攻关并行、换取技术进步和产业跨越的阶段。

至少两代科学家、工程师和企业家付出了高昂的学费，试图换来理想中“引进、消化、吸收、创新”的技术发展道路。

一、中国芯片的“531战略”

1980年，坐落在太湖边的江南无线电器材厂迎来了一批西装革履、行事有板有眼的日本工程师。国门初开，这批日本人引来厂里不少好奇又略带怀疑的目光。很快，厂里贴出告示，宣布从日本东芝公司引进彩色和黑白电视机集成电路5微米全套生产线。

江南无线电器材厂又叫“742厂”，1960年成立时只是江苏无锡一家身处小巷的地方国营小厂，以生产二极管为主；后经几次划转、合并，承担起新型半导体工艺设备的研究和生产任务，此时隶属于四机部（电子工业部）。

1969年的江南无线电器材厂

多年以后，无锡仍是中国集成电路产业布局中的一个重要基地，这与742厂时期打下的底子不无关系。

与东芝公司的这次合作，是我国第一次从国外引进集成电路技术。短短几年时间，厂里的芯片产量达到3000万块，一度蜚声国内的名牌电视机——熊猫、金星、凯歌、孔雀——心脏部位统统装有这家工厂的产品；甚至有人统计，从这条生产线上出来的芯片用在了40%的国产电视机、音响和电源上。742厂也一跃成为当时我国产能最大、工序最齐全、首家具有现代工业大生产特点的集成电路生产厂。

742厂的技术引进是成功的，但总体来看，在20世纪80年代初期，中国的芯片产业出现了重复引进和过于分散的问题。一份当时递交给中央的报告称，全国有33个单位不同程度地引进了各种集成电路生产线设备，累计投资13亿元左右，最后建成投入使用的只有少数几条线，多数引进线没能发挥出应有的作用。

回过头来看，出现这种情况有着特殊的时代背景：国家缩减了对电子工业的直接投入，希望广大电子厂能够到市场上自己寻找出路。为了在短期内获得效益，大量工厂购买国外的技术和生产线，自主研发的电子工业思路逐渐被购买引进所替代。这也是中兴创始人侯为贵在1980年被派往美国考察生产线、1985年又到深圳创办中兴半导体公司的原因。

对于市场化（或者用当时的话来说，借助经济责任制）能否帮助解决中国芯片技术落后的问题，大家心里都没有底。1981年10月，国务院下发的《关于实现工业生产经济责任制若干问题的意见》这样强调：“要摸着石头过河，水深水浅还不很清楚，要走一步看一步，两只脚搞得平衡一些，走错了收回来重走，不要摔到水里去。”在改革开放仍处于起步阶段的中国，“探索”是出现在经济生活各个领域的一个高频词。

1982年10月，国务院为了加强对全国计算机和大规模集成电路行业的领导，成立了以时任副总理万里为组长的“电子计算机和大规模集成电路领导小组”，制定中国芯片发展规划，提出“六五”（1981—1985年）期间要对半导体工业进行技术改造。

一年后，针对当时多头引进、重复布点的情况，领导小组提出“治散治乱”，集成电路要“建立南北两个基地和一个点”的发展战略。南方基地主要指上海、江苏和浙江，北方基地主要指北京、天津和沈阳；“一个点”指西安，主要为航天配套。

经过几年的观察和酝酿之后，改革开放以来发展中国“芯”的第一个重大战略正式提出。

1986年，电子工业部在厦门召开集成电路发展战略研讨会，提出“七五”（1986—1990年）期间我国集成电路技术的“531”发展战略，即普及推广以742厂为基点的5微米技术，同时开发3微米技术，攻关1微米技术。

在1986年提出“531”发展战略，有一个背景：在这一年，我国集成电路产量出现急剧下滑。按照既定战略，国家将集中资金建设二三个骨干大厂、扶持一批十个左右中型企业、允许存在一批各有特色的一二十个小厂。

一时之间，全国各地芯片产业链的相关企业都派出考察团奔赴无锡，而742厂也响应国家战略，向全国推广已经掌握的5微米集成电路生产技术，免费赠送技术资料，甚至还派出工程技术人员到其他企业支援。该厂时任总经理王洪金为此专门发话：“到742厂学习，除了吃饭要钱，住宿不要钱！”

但客观来说，与当时国际先进技术和巨大的市场缺口相比，我国芯片无论工艺还是产品，仍存在相当大的差距。一份当年的研究报告列举了其中几个原因。

1.各种整机引进是“万国牌”的，整机厂要的品种，电路厂做不出来；电路厂生产的，整机厂又不要，电路厂没有做到市场导向。

2.在引进工作中，大量引进硬件——设备和仪器，而不注重引进软件——技术和管理，这是引进未能发挥应有作用的教训。

3.科研与生产结合不紧密，厂、所内部运行机制不顺畅。

经费也是一个重要原因。计划中要建立的南北三个微电子基地，投资预计无锡6亿元、上海5亿元、北京4亿元。由于资金没有着落，北方基地规划组工作一年多，写成报告汇报后就宣布解散。上海也仅投不到5亿元。

在多种原因的作用下，原本提倡的“引进、消化、吸收、创新”八字方针没有得到全面贯彻，导致一而再、再而三地引进。即便是先行者742厂，此后相继从东芝和西门子引进2—3微米数字电路全线设备和技术，后来又从美国朗讯公司引进0.9微米数字电路设备和技术。

“531”发展战略的目标得以实现，但却是以全部从国外引进技术的方式实现的。

到1988年，我国的集成电路年产量终于达到1亿块。按照当时的通用标准，一个国家的集成电路年产量达到1亿块标志着开始进入工业化大生产。美国在1966年率先达到，日本随后在1968年达到。中国从1965年造出自己的第一块集成电路以来，经过漫长的23年，才达到了这一标准线。

二、“908工程”的教训

742厂的辉煌还将延续一段时间。由于引进技术的成功，电子工业部决定从隶属于该部的主力研究所、位于四川的24所调出500人，与724厂共同组建无锡微电子科研生产联合体，以争取形成自主研发能力。

“七五”期间我国微电子产业的头号工程——无锡微电子工程，由此拉开序幕。该工程含2—3微米大生产线，以及制版，引导线和科研中心，于1988年开工建设。次年，在工程建设期间成立了中国华晶电子集团公司，后者被誉为“中国微电子产业的黄埔军校”，从这里“走出去”、在其他公司或政府部门担任过主要领导、骨干的人数，据统计不下500人。

1987年，江南无线电器材厂与电子部第24所无锡分所合并，成立无锡微电子联合公司，即中国华晶电子集团公司的前身

有了华晶的基础，1990年8月，国家计委和电子工业部在北京联合召开了有关领导和专家参加的座谈会；中央随即决定实施“908工程”，目标是在“八五”（1991—1995年）期间半导体技术达到1微米。

“908工程”规划总投资20亿元，其中15亿元用在无锡华晶电子，建设月产能1.2万片的晶圆厂，由建设银行贷款；另外5亿元投给9家集成电路企业设立设计中心。时值美日两国在芯片领域龙争虎斗，韩国则一路高歌猛追，这个经过科研人员与企业家精心设计、反复论证的方案，被寄予厚望，要让中国拉近与世界先进水平的距离.。

但实际结果相差甚远。“908工程”光是经费审批就花了足足2年时间，从美国朗讯引进0.9微米生产线又花了3年时间，中间经历了数次反复论证，加上建厂的2年时间，工程从开始立项到真正投产历时7年之久。

待1997年建成投产时，华晶的技术水平已大大落后于国际主流技术达4—5代，月产仅800片左右，投产当年亏损2.4亿元，成为“投产即落后”的经典反面案例。

巨额投入打了水漂，华晶还要为此承担沉重的利息支出压力。走投无路之下，从1998年2月起，华晶将部分设备租给香港上华半导体公司。上华对外筹集了2800万美元，在引进美国的技术、中国台湾地区的团队后，5个月内就开始量产了。1999年8月，华晶和上华合作的工厂转制为合资公司——无锡华晶上华半导体公司，上华持股51％；新公司迅速扭亏为盈，成为中国大陆第一家“纯晶圆代工”企业。

与华晶形成鲜明对比的是，1990年新加坡政府投资特许半导体，只用两年时间建成，第三年投产，到1998年收回全部投资。

时隔多年之后，把“908工程”放在中国从计划经济向市场经济转型的时代背景中去观察，我们会发现其实这并不是一个多么独特的个例，相反，它就像澎湃大潮中随处可见的一朵浪花。如果要反思，我们看到的是计划经济的运行体制已经远远不能适应芯片产业发展的内在规律，在后者愈益商业化、国际化的背景下，“908工程”困境凸显：研发跟不上国际先进技术的步伐，产业化程度低，产品的批量生产能力迟迟不能扩大。

5.5 “砸锅卖铁”也要把芯片搞上去

集成电路产业的发展并非一朝一夕之功。

从“造不如买”，到准备“引进、消化、吸收、创新”，“908工程”迈出了关键一步。它的失败，也让中国芯片从业人员在挫折中汲取了教训和经验。这些经验将在后续的中国“芯”特大工程——“909工程”中起到宝贵的作用。

1995年12月11日，时任电子工业部部长胡启立正在湖北武汉，准备第二天前往三峡工程考察。当晚，他突然接到国务院办公厅的电话，通知他隔天在北京出席总理办公会议。

事后，胡启立回忆说，当时国家领导人参观了三星集成电路生产线，发出“触目惊心”的四字感慨。虽经屡次冲击，中国的芯片产业仍大大落后于国际先进水平。党和国家领导人迫切希望提升我国集成电路水平，领导同志甚至发出了“就是‘砸锅卖铁’也要把半导体产业搞上去”的指示。

在这次总理办公会议上，确定了中国电子工业有史以来投资规模最大、技术最先进的一个国家项目——“909工程”：投资100亿元，建设一条8英寸晶圆、从0.5微米工艺技术起步的集成电路生产线。

华晶的8英寸晶圆生产车间

一、“909工程”拿到“特殊政策”

当时的情况确实触目惊心。从产业规模看，1994年我国大陆集成电路的产量和销售额分别只占世界市场份额的0.3%和0.2%，在大陆市场的占有率不足15%，只相当于我国台湾地区台积电一家公司的1/3。从技术水平上看，当时我国大陆的生产水平仍然停留在4～5英寸晶圆、2～3微米工艺技术的档次，在技术上落后于美国、日本等国15年左右，相差3个发展阶段。

政府主管部门判断，芯片产业发展滞后已严重影响信息产业的进一步发展。在各类电子产品中，集成电路85%以上依赖进口，使得当时中国的电子产品虽有自己的品牌，但只能使用外国芯片。

比如，1990年我国已经成为世界电视机生产大国，每年可以生产上亿台电视机，但电视机所用的关键芯片大多依靠进口。专用芯片中的专利技术转让费，是导致我国许多电子产品产量虽大但利润却很微薄的主要原因。

电子工业部在20世纪90年代中期递交的报告中这样写道：我国没有多少能和外国公司平起平坐的进行交换、合作的关键性技术专利。这种状况如不改变，我国的电子工业有永远沦为“电子组装加工”的危险……如果能够抓住机遇，我国集成电路产业将可跃上一个新台阶，从而获得追赶世界发展步伐的机会。

当时，“908项目”还正在进行之中，而且遇到了很大的困难。在总理办公会议上，胡启立申述了建设项目的困难：半导体产业是更新换代最快的一个产业，产品集成度每18个月增长一倍，相应的许多设备也要升级换代。而我们投资和决策要层层审批，时间很长，不能适应半导体这样快速发展的高科技产业的节奏。往往是等项目批下来，许多原来设想的情况都发生了变化，原本先进的技术已变成落后的了。

会议最后决定，要求各部委缩短项目审批时间，简化审批程序，彻底改变以往审批过程大于产品生命周期的做法。同时，“909项目”注册资本40亿元人民币(1996年国务院决定由中央财政再增加拨款1亿美元)，由国务院和上海市财政按6：4出资拨款。中央拨付的资金专款专用，即刻到位。

胡启立后来在书里记录了自己走出会议室那一刻的想法：“自古华山一条路，909只许成功，不许失败，唯有如此，才能为我国半导体产业闯出一条生路。如果‘909工程’再翻车，就会把这条路堵死，可以肯定若干年内国家很难再向半导体产业投资。电子工业部也无法向国务院和全国人民交代！”

随后他又写道：“这些判断都没错，但现在想来，那时我对即将遇到的风浪和危难的估计都是远远不足的。”

二、风浪和危难远超想象

吸取了“908工程”与市场脱节的教训，“909工程”开始了新的政策探索：以市场为导向，以不断升级的产品线为基础。虽然投资总额超过了建国以来所有集成电路项目投资的总和，但国家投入由国家开发投资银行以资本金性质注入企业，成立独立运作的股份公司，资金的使用灵活性、自主性均很高。

围绕“909工程”，上海虹日国际、上海华虹国际、北京华虹集成电路设计公司等相继成立。其中，华虹NEC没有重蹈华晶七年漫长建厂的覆辙，于1997年7月31日开工，1999年2月完工，2000年取得30.15亿元的销售额，利润达到5.16亿元。同时，其技术档次达到0.35～0.24微米，生产的64MB和128MB SDRAM存储器达到了当时的国际主流水准。

不过，正如胡启立同志的回忆，“风浪和危难”远超过想象：

工程开工建设了，恰逢全球半导体市场低迷时期，其他国家的半导体工厂纷纷缓建或者停工；要自力更生，却发现已经开工建设的超净厂房没有预见到未来的发展，比需要的面积小了一半；还没有来得及为投产庆祝，就遭遇世界范围的半导体存储器市场价格一落千丈，刚刚上路的生产线必须转型为代工……

有着国家作为后盾的“909工程”，此时面临一个关键问题：如何找准芯片产业的突破口。芯片发展到20世纪90年代，技术已经过多次迭代，大的市场早被几家国际巨头瓜分完毕，这些巨头企业不仅技术成熟稳定，而且依靠极大的产量将成本摊至很低。是进入大市场“硬碰硬”，还是切入小市场的“空白点”？如何应对瞬息万变的市场需求和价格变化？这些对“909工程”的实操者都提出了巨大挑战。

后来有人打了个比方，贴切地形容了这种市场决策的难度——芯片产业犹如一列高速行驶的火车，如何在火车急驰中一跃而起攀入车厢，时间、角度、速度都至关重要。

“909工程”的主要承担企业上海华虹-NEC

作为“909工程”的主要承担者，华虹公司的成功与否在一定程度上决定着“909工程”的成败。时任上海市市长的徐匡迪是“909工程”的重要支持者，他曾多次与华虹当时的董事长张文义一同参加与外商的谈判，每次他都问张文义：“华虹是赚了还是亏了？”能否赢利是判断华虹取得成功的重要标志。

无论如何，到2005年6月，华虹完成了当初立项的所有目标。

胡启立后来总结了三点经验：第一，真正的核心技术很难通过市场交换得来，引进不是目的，目的是发展自己，为我所用，最终实现自主创新，走自己的路。企业必须从引进之日就要制定消化吸收的具体措施和今后创新的长期战略规划，并积极努力加以实施。

第二，始终坚持以市场为导向，“引进某高科技项目，往往首先想到为填补国内该领域的空白，容易导致从技术出发，忽视市场导向”。“如果与市场不合拍，即使技术水平再高，也得不到市场的回报，就会被淘汰出局”。

第三，牢牢抓住人才这个高科技企业发展的核心，优秀人才是创新的主力和中坚。

多年以后，张文义已经离开华虹，转任另一家芯片制造厂商——中芯国际的董事长。根据2017年的一份数据统计，在全球芯片代工厂的市场份额排名中，台积电稳居第一，占55.9%；中芯国际排在第五，占5.4%；而华虹排在第九，占1.4%。

作为探索中国“芯”自主创新道路上一次难得的实践，客观来讲，“909工程”取得的成绩不仅是华虹完成了立项目标，也为中国集成电路产业的发展道路做了政策探索，为后来的大基金、“909工程”二次升级都积累了很多经验。

5.6 新世纪的曙光

中国“芯”的漫漫征程还未停歇，新世纪，征途迎来了新的曙光。

如果说“909工程”的投入，对20世纪的中国“芯”来说是一笔史无前例的巨额投资，那么21世纪的中国“芯”得到的重视有过之而无不及。

成立于2014年的国家集成电路产业投资基金，专为促进集成电路产业的发展而设立，外界称之为“大基金”。基金总额最初计划约为1200亿元，最后增至1250亿元，发起人包括国开金融、中国烟草、亦庄国投、中国移动、上海国盛、中国电科、紫光通信、华芯投资等实力雄厚的企业。

这是中国集成电路产业有史以来的最大手笔，它的影响将在未来数年或数十年间逐渐显现出来。

在“大基金”之前，中国“芯”还有“核高基”等国家专项扶持。

“十五”计划（2001—2005年）初期，863信息技术领域专家组经过深入调研，设立了超大规模集成电路设计专项。专项先后确立了“国产高性能SOC芯片”“面向网络计算机的北大众志863CPU系统芯片及整机系统”“龙芯2号增强型处理器芯片设计”等课题，支持上海高性能集成电路设计中心、北大众志、中国科学院计算技术研究所等单位研发国产CPU。

上海高性能集成电路设计中心后来做出了“申威”CPU芯片，用在我国首台全自主可控的十亿亿次超级计算机“神威·太湖之光”上。后者曾蝉联两年世界超算冠军，还为中国赢得了全球高性能计算应用领域的最高奖——戈登贝尔奖。

超级计算机“神威·太湖之光”所使用的申威芯片

北大众志1999年就研制出中国第一个完全自主研发的CPU架构，《人民日报》在这年的最后一天刊文，称这一成果是“献给新千年的礼物”。

龙芯的芯片后来在北斗卫星等国防军工领域得到广泛应用，成为芯片民族品牌的代表。

在此基础上，2006年，“核高基”重大专项正式上马。“核高基”是“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”的简称。当年，国务院颁布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》，将“核高基”列为16个科技重大专项之首，与载人航天、探月工程等并列。

根据计划，“核高基”重大专项将持续至2020年，中央财政安排预算328亿元，加上地方财政以及其他配套资金，预计总投入将超过1000亿元。

在“核高基”之前，“863计划”（国家高技术研究发展计划）和“973计划”（国家重点基础研究发展计划）已经对IT领域的许多基础研究给予了资金支持，但项目基本上由科研院所和大专院校承担。

这种情况在“核高基”重大专项上发生了改变。事实上，国家中长期规划的16个科技重大专项，一个共同特征就是以产业化为目的，而不是仅仅停留在实验室阶段。因此，“核高基”的一个重要特征就是“企业牵头主导”。而如何在高度市场化的条件下发挥“举国体制”的优势，成为“核高基”要解决的难题。

根据2017年科技部会同工信部发布的“核高基”国家科技重大专项成果显示，经过近10年的专项实施，一批集成电路制造关键装备实现了从无到有的突破，先后有30多种高端装备和上百种关键材料产品研发成功并进入海内外市场，填补了产业链的空白。

专项技术总师、清华大学教授魏少军当时对外表示：“我们在核心电子器件关键技术方面取得重大突破，技术水平全面提升，与国外的差距由专项启动前的15年以上缩短到5年，一批重大产品使我国核心电子器件长期依赖进口的‘卡脖子’问题得到缓解。”

中、美、日芯片对比

参考文献

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［13］郑世隆，陆志信，田婧瑛.“华晶精神——记国营江南无线电器材厂［J］.瞭望，1986.

第6章
寻找中国的“英特尔”

引子

恐怕没有哪一家中国芯片企业的力量，抵得上英特尔这个巨头随便动一动手指头。

论研发投入，中国大陆芯片全行业一年合起来，还不到英特尔的一半；论技术，一位业内“大佬”说，“我们的自主研发能力刚到英特尔的脚背”。

半个世纪以来，有多少与英特尔一争短长的豪情，就有多少被美国巨人斩落马下的悲愤。

战略转折点并不总是通往灾难，一些产业可能会利用这个时机跃升至新的高度。

在世界排名领先的超级计算机里，我们看到中国“芯”在跳跃；在亿万人形影不离的手机上，中国“芯”崭露头角。

寻找中国的英特尔，让芯片自主可控——这注定是一条布满荆棘的光荣之路。

经得起磨难，受得了委屈，才能奔向我们梦想的星辰大海。

西北望长安，可怜无数山。青山遮不住，毕竟东流去。

——辛弃疾《菩萨蛮·书江西造口壁》

6.1 中国“芯”布局

时至今日，很多人士还在反思：中国“芯”起步不算晚，重视不算小，为什么跑得还是不够快？缺战略思维？少市场意识？在应用开放和市场良性循环上的“结”究竟在哪里？芯片产业究竟如何布局？

专家坦言，现在中国在集成电路相关设备和材料公司有30多个，几乎所有的设备行业都有涵盖。国产设备中有不少可以加工40纳米的器件，有些已可以加工28纳米器件，能有这种基础不易，但必须正视这样的现实，大多数设备还是不够成熟。

随着创新驱动上升为国家战略，人们越来越发现贯彻这一战略时，重视技术积累的重要性。芯片产业发展缓慢，其中一个重要原因是行业的技术积累有差别。中国“芯”发展不能仅靠几个领军人物力挽狂澜，而更有赖于坚强的领军团队以及背后一批中高层的技术和管理精英。

中国“芯”的先驱者早就深刻认识到，唯有自力更生才能突破，唯有开放才能进步，唯有试错才能让进步持久。

为什么中国至今在芯片领域没有真正的大突破？中国科学院微电子研究所所长叶甜春解释说：“集成电路整个技术从设计到制造，到目前为止是人类历史上最精密的设计、制造加工技术。中国人说科学叫‘攀高峰’，现在我们征服了泰山、华山、阿尔卑斯山，但集成电路是喜马拉雅山，核心芯片是珠穆朗玛峰，需要全世界最高端的技术，难度就在这儿。”

说起还有哪些“卡脖子”的核心技术，79岁的倪光南院士甚至比网民更乐观一些。“一概而论地说中国造不出芯片是不准确的，不同领域情况不一样。”倪光南说，“超级计算机领域我们的芯片不比别人差；桌面产品的芯片确实还比发达国家差，差距不是那么大，有三五年；手机上的芯片也跟国外大致相当。但有些芯片确实跟国外差距很大，通信领域中兴用的很多芯片我们没有，没有是因为过去没重视。”

倪光南所说的超级计算机，其中国“芯”布局时间最长。

超级计算机在国防信息安全、计算流体力学、核武器研究等领域发挥着关键作用，往往被视为国家科技实力的象征之一。发展运算速度更快、应用功能更强的超级计算机，已经成为当今世界发达国家竞相争夺的一个战略制高点。

美国政府严格限制对中国出口超级计算机，除了采购价格高昂外，还要把计算机放在透明的玻璃房中，钥匙在美国人手中，每次使用都要说明具体用途。为此，中国在20世纪90年代初下决心研发超级计算机。1992年银河2号诞生，1993年曙光1号诞生。

1993年，美国一些大学的学者开始对全球前500名超级计算机进行排名。一直到2008年，前100名里都见不着中国的身影。美国长年占据榜单的前几名，总数量更是遥遥领先。

中国人很快赶了上来。2011年6月，中国推出天河1A超级计算机，一度登顶榜首。6个月后，天河二号问世，将第一名的交椅牢牢占据了将近4年。

然而，天河系列的芯片仍依靠美国的英特尔公司。2015年，正当天河二号准备进行全面升级、提高超算性能时，美国商务部突然出手，以可能被用于核武器研究为由，禁止美国公司再向天河二号提供芯片，以此阻击中国的超级计算机。

科研人员在国家超算广州中心机房观测“天河二号”的运行情况

让美国人出乎意料的是，2016年，中国的“神威·太湖之光”异军突起，性能一枝独秀，再度占据了全球榜首。最关键的是，“神威·太湖之光”采用了一颗中国“芯”：CPU采用了申威芯片，它在开源架构的基础上，由上海高性能集成电路设计中心研制，采用了国际先进的设计理念。

不仅如此，在超算500强的榜单里，中国的数量也首次超过美国。中国逐渐形成了天河、神威、曙光三大超算系列。

需要说明的是，超级计算机通常采用并行计算，因此对CPU的单核性能要求没有那么高。此外，由于超算使用独立自主的操作系统，不必考虑与微软Windows等系统兼容的问题。这一问题在服务器和个人计算机领域就完全不同了。

在服务器和个人计算机的核心部件中，最广为人知的就是CPU芯片。从20世纪初开始，方舟、北大众志、龙芯、申威、飞腾……中国“芯”前仆后继，想要挤进这一核心领域。历经波折，目前龙芯在北斗卫星等产品上站稳了脚跟，并初步形成了自己的生态系统。

关键信息基础设施自主安全创新需要具备哪些因素？倪光南提出自主可控CPU的“核心三要素”的判定标准：

1.CPU研制单位是否符合安全保密要求；

2.CPU指令系统是否可持续自主发展；

3.CPU核心源代码是否由自己编写。

CPU自主可控“核心三要素”的判定标准正式发布

“我们为什么要进行自主处理器的研发？”龙芯公司总裁胡伟武说，无论引进技术和引进外资对于经济发展多么重要，都代替不了自主开发对于技术学习的关键作用。

与龙芯完全走自主研发的道路有所不同，紫光采取了一条资本收购的迂回道路。控股武汉长江存储有限公司，并在成都、南京陆续签约落地总投资额近1000亿美元的存储芯片与存储器制造工厂之后，紫光集团开始了“量产中国存储芯片”的第一步。

在紫光的掌门人赵伟国看来，如果完全从零开始靠自己研发，可能会一直处于追赶状态，永远落后。但采取并购的方式，可以让紫光获得与世界同行在同一个起跑线上起跑的机会。

根据紫光公布的信息，目前紫光旗下的长江存储已成功研发出14纳米32层64GB存储芯片的工程样片。该芯片累计投入超过10亿美元，历时两年完成。这也是中国目前接近全球领先水平的芯片之一。不过，在紫光的资本运作版图中，并不包括个人电脑和服务器的CPU。紫光集团给出的解释是：CPU的问题没办法，英特尔太强大了；我们一方面非常愤怒，另一方面也无可奈何。

在手机芯片领域，中国“芯”可以不必如此妄自菲薄。华为海思目前是我国技术最强大的芯片开发商之一，华为的麒麟芯片在性能上与高通、三星这些领先的芯片也处于同一水平线。海思芯片可不是突然之间冒出来的，它的底气来自华为的长期投入。在欧盟委员会发布的“2017全球企业研发投入排行榜”中，华为以104亿欧元的研发投入居中国第一、全球第六。

严格来说，华为海思只是一家负责芯片设计的公司。它完成芯片设计之后，要交给晶圆代工企业台积电进行制造。这是分工竞争的产物，被称为Fabless（无工厂）。在2017年全球排名前十的Fabless企业榜单中，芯片巨头高通排名第一；华为海思营收47.15亿美元，增长21%，排名第七。

这里插一句，像台积电这样专门从事芯片代工、不做设计的企业，业内称之为Foundry（代工厂）。大陆也有“对标”的企业——中芯国际，不过与行业第一的台积电相比，中芯国际仍在快马加鞭地追赶中。

在2018年华为分析师大会上，华为轮值董事长徐直军表示，2008年到2017年的10年间，华为累计研发投入达到3940亿元人民币。预计未来10年会保持每年基于销售收入15%左右的持续研发投入，支持华为以创新驱动未来发展的战略。

事实上，华为研发的并不只是手机芯片，作为世界排名第一的大型通信设备制造商，华为在通信芯片的自主研发方面也投入了大量资源。在一台通信基站中，有上百颗芯片负责实现不同的功能。简单来说，基站发射并回收信号，收回信号后首先要有芯片滤波，稳定信号；然后还有芯片将这种特别小的信号放大；再有芯片进行解析、处理；然后是芯片负责传输、分发。

不过，由于通信基站中所需的芯片既多且难，中国通信企业都不敢拍胸脯说可以完全独立自主。

6.2 从“方舟”到“龙芯”：造CPU有多难

21世纪的开端对于中国人来说，充满美好的回忆。北京申奥成功，男足破天荒打进世界杯，以及经过多次波折后中国终于加入世界贸易组织（WTO），国人无不为之振奋。中国“芯”也迎来新的篇章。“方舟”“龙芯”相继问世，拉开了中国对计算机CPU芯片自主研发的序幕。不过，这条路远超出先行者们满腔热血的预想。

一、逝去的“方舟”

在中国芯片领域，倪光南曾是“明星科学家”。他参与研制了我国第一台大型计算机，并首创在汉字输入中应用联想功能。倪光南力主研发核心技术，希望以此抢占科技与市场的制高点。他提出“对标”英特尔，从设计入手做芯片。1994年，倪光南与复旦大学、长江计算机公司达成合资建立集成电路设计中心的意向。中科院和电子工业部甚至承诺由联想牵头，组织有实力的计算机企业一起参与，制订一个国家投资计划。

如果说做科研最看重的是长板，可以不惜代价追求一个点上的突破，那么做企业就要不断地补短板，衡量标准是市场和企业自身的承载能力。倪光南和联想创始人柳传志互相不能说服对方，最终以倪光南离开联想而告一段落。

离开联想后，倪光南仍念念不忘国产芯片和操作系统。1999年，方舟科技找上门来向他求助。这家公司以做摩托罗拉、日立的芯片外包业务起家，此时外包业务陷入困顿，但公司培养了一支能够做计算机芯片的技术队伍，这让倪光南眼前一亮。

一位曾追随倪光南的业界人士日后对此唏嘘不已：很多人不明白，为什么倪光南固执地坚持中国非要自己做这些东西，因为他们不如倪光南更能深刻体会中国IT产业任人宰割的滋味儿。倪光南将重启“中国芯”的希望寄托在方舟科技身上，为其奔走呼吁，并设计了一条发展路线：用自主芯片＋Linux操作系统，替代英特尔+微软的Wintel架构，这样可以“抄近道”，跳出西方巨头限定的框架，真正打下自己的“地基”。

2001年4月，“方舟1号”问世，尽管技术上还不成熟，但备受各方瞩目。“方舟1号”的技术鉴定委员会由中国工程院出面组织，前任院长宋健、前任副院长朱高峰亲自担任鉴定委员会的正、副主任。信息产业部等四部委为“方舟1号”联合召开了盛大的发布会。各方对“方舟”的支持一度也源源不断。为了配合内嵌方舟芯片的NC（互联网计算机）推广，北京市政府有关部门直接订购了几万台。

“方舟1号”CPU芯片 来源：中国新闻网

形势看似大好，危机却暗流涌动，最终导致方舟的断崖式惨败。由于市面上的主流软件都依托Wintel生态系统，根本就不支持内嵌方舟芯片的NC，导致用户叫苦不迭。最常见的一个投诉案例是，在用了方舟芯片的国产计算机上，打不开别人发送过来的Office文档。此外，浏览器、播放器等13大类50多个问题，多如牛毛的软件移植、适配、二次开发，都需要方舟这一家科技公司一项一项去解决。

搭载国产芯片的计算机用起来极不方便，用户开始怨声载道，要求换回Win-tel。一家政府机构甚至请了高校专家专门做出NC不能用的鉴定，作为反对采购的依据。

时隔多年，倪光南当时的助手梁宁复盘了方舟的往事，提到关键的一点，就是没有做到尊重用户体验，甚至对这个问题的重要性缺乏认识。

2003年年底，NC开始从政府采购中淡出，方舟芯片的销售也大幅下滑。方舟公司当时的实际控制人不顾“863计划”对方舟的支持与协议，宣布放弃方舟芯片的后续研发。倪光南为此深感压力，外界广泛传言，2006年，他为当时请求国家支持方舟CPU的研发，专门到科技部门去解释。

回忆当年的方舟事件，倪光南说：“企业失败不等于技术失败；方舟没了，这当然是失败，但是对于所有参与方舟的人来说，是发展过程的一个阶梯，团队和技术通过这个过程成长了。软件1.0往往不太好，就不去做了吗？这是一个试错的过程，我们能够做的是在一定条件下尽可能去争取。”倪光南说，“没有1.0哪有2.0呢？”

二、“土八路”造出CPU

龙芯负责人胡伟武对中国“芯”从1.0到2.0的升级路径也深有感触。从本质上来讲，这是芯片产业生态系统的内在规律在发生作用，而中国“芯”的先行者在一次次失败中不断深化自己对规律的认识。技术很重要，但对市场的理解和适应同样重要，后者是中国芯片研发者更加缺少的禀赋。

与“方舟1号”前后脚，龙芯项目组在中科院计算所启动。事非经过不知难。从技术研发到转化为产品和服务，并获得市场的认可，往往要经历几番“阵痛”。从“龙芯”1号、2号、3号系列高性能CPU，龙芯团队也不断体会着与方舟一样的巨大挑战。这既不是技术基础薄弱，也不是研发经费不足，而是市场“生态”的认可。

生态系统的重要性不言而喻。在传统的个人计算机领域，英特尔和微软正是靠着与软件、硬件厂商组成的生态系统，主导了PC行业30多年的发展。而在一些移动领域，也是生态系统成就了苹果公司和谷歌。

从左到右依次为龙芯1号、龙芯2号、龙芯3号

长期受制于人，让国产芯片从诞生之日起就难以得到信任。在胡伟武眼中，龙芯与国外巨头最大的差距不在技术指标，而是未能与产业链对接、建立与之相匹配的生态系统。

多年以后，美国著名IT杂志《连线》这样写道：试想，一个国家需要完全依靠从另一个与之有着冲突或经济往来不稳定的国家进口某种珍贵商品，而且，如果没有这种商品，整个社会将被迫停顿。如果你明白这个情形，那么现在请把这个国家想象成中国，与之有着冲突的国家想象成美国，而该商品就是CPU。

这篇新闻报道几乎准确地预言了8年后中美之间的僵局。作者写道：中国不愿在其军事设施上装载西方的芯片，如果你觉得这听起来有点被害妄想症的话，那就想想美国军方吧，他们甚至连本国设计、境外生产的芯片都不放心……据此，政府出资支持这个雄心勃勃的“国家芯片”计划，也是可以理解的。

《连线》杂志所说的“雄心勃勃”的计划，指的就是“龙芯”。不过，没有外界想象的国家大规模投入，自2001年以来，龙芯项目组共从国家“863计划”、核高基专项中累计获得项目经费5亿元人民币。

刚成立的龙芯研究组甚至显得很寒酸，“七八号人，两三条枪”，只有一间五六十平方米的实验室，人员也是东拼西凑——有刚走出校门的青年学子，也有已经年近70、曾在20世纪70年代参与国产芯片研发的老研究员。

当时的计算机所所长李国杰院士给了胡伟武的课题组100万元人民币；做出一个原型系统后，再以这个成果找中科院汇报，要了500万元，加上计算所匹配500万元，总共1000万元。这就是龙芯的启动资金。

一个小小的疏忽，就可能让研发经费更加捉襟见肘，胡伟武深知自己不能有半点闪失。为此，用人力的无偿投入弥补经费的不足，用延长工作时间缩短研发周期，成为龙芯的固定策略。每周上6天班，每天工作十几个小时，成为课题组多年的常态。

“连续两三个月甚至半年的加班加点是可以忍受的，但连续几年高强度的加班，尤其是从事的工作又有很大的风险和不确定性，真得很难。”胡伟武有时觉得自己比“周扒皮”还狠。好几次，他在清晨六点多打开实验室的门，发现课题组的成员手里握着鼠标，靠在椅子上睡着了，这样的场景让他忍不住要落泪。但他的下一个举动是，把大家叫醒接着工作，只为换来龙芯核心技术的迅速突破。

科技部原部长徐冠华曾一针见血地指出：“中国的信息产业缺芯少魂。”其中的芯是指芯片，魂则是指操作系统。“芯”和“魂”相互依附，换“芯”也必须换“魂”，连带着还要更换大量的操作软件。这种打破固有生态系统的举措，能在多大程度上得到用户的接受？

2013年，在“龙芯1号”问世11年后，龙芯公司结合市场需求对CPU的研发路线进行了调整：不追求“大而全”的复杂度，而更重视结合用户需求定义芯片；同时，结合特定应用（如宇航、石油、流量表等）研制专用芯片。

由于专用芯片的产业链短，容易形成技术优势并快速形成销售，所以，面向宇航应用的芯片为龙芯公司带来持续稳定的销售收入。从2014年下半年开始，龙芯研发与市场结合的作用开始显现，销售收入逐年增长，龙芯公司逐渐摆脱国家项目的支持，能够主要通过市场销售养活团队和产品研发。

产业化的体验，让胡伟武深感做CPU并不仅仅是完成一件产品，而是在构建一个软硬件生态体系。

所谓建立自主可控的产业体系，说得通俗一点，就是要自己当“老大”，而不是给别人当“马仔”。只有建立自主可控的软硬件技术体系，才能基于该技术体系进行持续改进，形成螺旋上升；否则，在别人的技术体系中跟着升级，永远没有超越的机会。

“任何一个技术或产品都不是目的，主导产业体系才是目的。”投身“龙芯”17年后，胡伟武感慨：我国应充分发挥市场和体制的优势，抓住当前IT产业多极化发展的机遇，争取在IT产业的多极世界中形成既开放又竞争的一极。

6.3 华为“死磕”麒麟芯片

中兴事件后，许多人想到华为。同为通信设备厂商，也都“跨界”做手机，华为为什么比中兴更“抗压”？

各种原因中，有一个不得不提，那就是华为有海思。这个华为旗下一度神秘的部门，用了20多年的时间，自主研制出一代又一代芯片，从“没人想用”到“撑起半边天”，给了华为竞争主动权的底气。

1991年，华为成立了自己的ASIC设计中心，专门负责设计“专用集成电路”（Application-specific integrated circuit，ASIC）。当时距离华为创立仅4年，员工只有几十人，资金非常紧张，一度濒临关门的边缘。后来奠定华为基业的C&C08数字程控交换机，还得再过3年才会有结果。

华为自主研发芯片的漫漫征途从此开始。1993年，ASIC设计中心成功研发出华为第一块数字专用集成电路。随后，芯片技术以每3至4年一个台阶的速度跨越。到2004年，华为的实力已非昔日可比，销售额达到462亿元人民币，员工人数也达到数万人。于是华为加大了自主研发芯片的资源投入，在ASIC设计中心的基础上，成立了深圳市海思半导体有限公司，英文名是HI-SILICON，就是HUAWEI-SILICON（华为半导体）的缩写。

华为海思

华为海思研发芯片，不仅限于手机芯片。按照官方的说法，华为海思提供的是数字家庭、通信和无线终端领域的芯片解决方案；通俗来说，就是做手机芯片、移动通信系统设备芯片、传输网络设备芯片、家庭数字设备芯片等，甚至还包括安防监控、高端路由器。

不过，最为人们熟知的还是手机芯片，主要是华为手机普遍使用的麒麟处理器。2009年，华为海思推出了第一款面向公开市场的手机终端处理器——K3。这款处理器没有用在华为自己的手机上，针对的用户是低端“山寨机”。由于产品还不太成熟，因此并未获得成功。

2010年，苹果自己研发的A4处理器在iPhone4上大获成功，在一定程度上刺激了华为海思。华为海思于2012年推出K3V2处理器，这一次，华为把它用在了自家的旗舰手机上。2013年底，华为海思推出了麒麟910，这是其第一款SoC。SoC是System-on-a-Chip的意思，即“片上系统”，主要包括两部分：一部分是负责高层处理部分的应用芯片，相当于我们使用的CPU；另一部分就是基带芯片BP，相当于我们上网用的“猫”。麒麟910是华为海思第一次“吃螃蟹”，尽管由于性能和兼容性等原因，没有完全得到市场的认可，但标志着自主研发的手机芯片已经开始登堂入室。

不到一年，新一代的麒麟芯片推出，与华为的新款旗舰手机一起，逐渐得到市场的认可。此后，麒麟系列芯片快速迭代，华为手机也相应地不断更新，销售额与美誉度节节攀升。

必须要说，海思芯片能够坚持下来并不断迭代更新，得益于华为内部庞大的采购量。早期的时候，除了华为自己，根本没有企业肯用海思芯片，也没人敢用。但华为公司总裁任正非坚持要自己做芯片。依靠华为自己的订单，海思芯片才有了大范围的试错空间以及随之而来的迅速升级。这种底气，来自华为的创新基因。

华为创始人任正非曾经这样说：没有创新，要在高科技行业中生存下去几乎是不可能的。在这个领域，没有喘息的机会，哪怕只落后一点点，就意味着逐渐死亡。

据统计，到2016年，华为已经建立了15个国外研发中心，帮助华为整合全球技术资源，同时通过这些研究所，吸收全球各地的顶尖人才。根据华为2017年年报，其全年销售收入为6036亿元，研发投入897亿元，研发占销售收入的14.9%。

不过，虽然华为投入了世界上最大的力量进行创新，但华为反对为创新而创新。任正非认为：技术是否要投入使用、什么时候投入使用，要听客户的声音。他还有句名言：领先半步是先进，领先三步成先烈。的确，从IT行业的历史来看，许多领导世界潮流的技术公司，虽然一度领跑，却不一定是万米长跑的最后赢家。

为了给海思芯片“铺路”，华为也是冒了很大风险的。将一款并不成熟的芯片直接与自己的旗舰手机捆绑在一起，很可能会导致“小马拉大车”，最后车马俱翻，黯然退出智能手机市场。不过，华为的冒险获得了巨大回报。有了属于自己的芯片后，意味着华为可以拥有更低的研发和制造成本、更有底气的议价能力、更可靠的供货保障，这是华为手机的“护城河”，让其他许多手机厂商无比羡慕。

华为海思芯片

外界对麒麟芯片还有一个疑问，就是：华为掌握核心技术吗？要回答这个问题，首先需要重温一下芯片产业的国际模式。

芯片是一个高度垂直分工的产业，从设计、制造到封装测试，每一个环节都有相关领域的公司在负责。目前除了英特尔、三星之外，世界上很少有集成电路厂家独立完成芯片的全流程设计制造。

华为海思是一家负责芯片设计的公司。它完成芯片设计之后，也是要交给晶圆代工企业台积电进行制造的。为什么不自己生产芯片呢？主要原因是节约成本。

即便只从设计的角度来看，华为海思也不可能完全从零开始，它购买了ARM的设计授权。ARM是全球领先的半导体知识产权（IP）供应商。全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构，其商业模式就是出售IP（知识产权）授权，收取一次性技术授权费用和版税提成。

打个比方来说，ARM提供了一间毛坯房，然后大家各自买回去装修。可别小看了“装修”的能力，这需要很高的门槛。如果没有强大的技术实力、长时间的技术积累、巨额资金投入，连给芯片做“装修”的能力都不会有。当然，如果能力再强一些，像高通、苹果这样实力雄厚的公司，还可以拆开“毛坯房”进行深度修改。

购买了ARM的设计授权，除了技术“站在巨人肩膀上”的好处之外，也便于华为海思芯片融入既有的生态系统。由于市面上的许多软硬件都是基于ARM指令集设计出来的，因此在ARM的基础上已经长出成熟的生态系统，相互之间对接的成本较低。

总结以上分析，华为海思芯片的自主创新成分相当高，“引进、吸收、消化、创新”的模式也符合国际技术进步的主流。这在华为被形象地称为“先开一枪，再打一炮，然后‘范弗里特弹药量’（Van Fleet Ammunition，意指不计成本地投入庞大的弹药量进行密集轰炸）”——对于前沿科学，研发实行先“开一枪”“让子弹飞一会儿”，鼓励对未来不确定性技术进行探索，探索中没有失败这个词，看到线索再“打一炮”，只需要小范围研究讨论就能决定；如果攻“城墙口”则需要投入“范弗里特弹药量”，由高层集体决策。

“（芯片）暂时没有用，也还是要继续做下去。一旦公司出现战略性的漏洞，我们不是几百亿美元的损失，而是几千亿美元的损失。”2012年，任正非曾面对华为实验室做了一个演讲，他说：“我们公司积累了这么多的财富，这些财富可能就是因为那一个点，让别人卡住，最后死掉。这是公司的战略旗帜，不能动摇。”

一个好的价值循环机制就能培育创新企业的人才黑土地，种什么长什么，这或许就是华为成就海思芯片的一个重要原因。

6.4 超级计算机用上了中国“芯”

将中国第一台高性能计算机取名“曙光”，似乎太贴切了。

1993年，在著名的高科技赶超计划——“863计划”的指导下，“曙光一号”计算机诞生。它诞生的第3天，美国宣布对中国解除10亿次以下计算机的禁运。我国著名科学家、“863计划”的提议人王大珩院士对此激动不已：“曙光一号”的诞生，其后续创造出的价值和当时历史阶段的作用，不亚于“两弹一星”。

“我记得在一次‘863青年会’上，有人称其为‘新世纪的曙光’。于是，我们就把这个项目命名为‘曙光一号’。”当年研制团队的负责人李国杰回忆道。李国杰后来历任中科院计算所所长、中国计算机学会名誉理事长。

20世纪80年代末90年代初，我国高性能计算机严重落后于世界先进水平。由美、英、日等发达国家组成的“巴黎统筹委员会”又对中国实施禁运，我国企业只能以极高的价格引进少数低端的产品，且必须安装在一个透明机房里，机房钥匙由美国工程师牢牢控制。这意味着，我们要在他人的监控下使用所谓的高性能计算机。

1990年，学成回国的李国杰受命担任刚刚成立的国家智能计算机研究中心主任。当时，我国自主研发的最高性能的计算机每秒运算速度为1000万次，远远落后于美国。

1992年，“863计划”投入200万元研制“曙光一号”，李国杰负责选定方向和组建团队。当时，国内有一些人主张向日本学习，研制当时所谓的“第五代机”。但李国杰根据自己的调研和判断，认为那条路走不通。后来的事实证明他是对的，日本的“五代机”中途黯然下马。

建团队也是件难事。“当时的条件很差，几乎找不到做过高性能计算机的人。”李国杰后来回忆说。但最大的困难还是研发生态环境和产业链条件跟不上，有时只是因为缺一个很小的零件或者一个软件，导致整体研发停顿半个月甚至几个月。

研发团队决定选派6名科技人员组成一支“小分队”，开赴美国硅谷。出发前，他们专门开了一个誓师大会。“人生能有几回搏”——誓师大会上喊出的口号，多年后李国杰还把它印成大字，贴在计算所的进门处。美国的这段经历，后来被戏称为“洋插队”。条件比想象中艰苦多了，6个人租住美国人的房子，客厅就是工作间，摆满了机器；卧室都没有床，就在地上放一个床垫……

李国杰后来回忆，团队成员们仿佛玩命的工作，没有时间停下喘口气，实现自主创新的突破就要超速“运转”。利用美国硅谷良好的研发环境，“曙光一号”的研发进程大大加快。

一年后，“曙光一号”问世，其性能超出我国前几年从国外进口的同类产品5倍，运算速度达每秒6.4亿次，在对称式体系结构、操作系统核心代码等方面实现了一系列突破。令人振奋的不仅于此。“曙光一号”问世3天后，西方国家即宣布解除10亿次计算机对中国的禁运。1993年10月，“曙光一号”通过国家技术鉴定，让科研工作者痛心的“玻璃房子的耻辱”成为历史。在1994年的政府工作报告中，专门提及曙光一号并行计算机等一批科研成果达到世界先进水平。

曙光一号

一、市场不同情眼泪

要成为有用的产品而非“盆景式”的科研成果——“曙光一号”开始实现产业化的重要征程。这一次“曙光一号”也面临着同样的窘境：由于是自主开发的设计体系与国际标准不接轨，难以兼容国际主流的操作系统与应用软件，推广不断遭遇障碍。

“面向应用，面向市场”究竟有多难？第一代曙光高性能计算机只卖出3台，尽管“曙光一号”的价格只有国外产品的几分之一，但高性能计算机在国家当时的产业环境里，大家都不知道有什么用以及怎么用。

这就是市场的真实反馈，再好的技术也要到市场上去体现。及时调整发展方向，曙光开始按国际标准的接口、软件编程方法去攻克一道道难题……2012年，曙光连续4年蝉联中国高性能计算TOP100市场份额第一名，并首次成为全球高性能计算机营业收入TOP10中的唯一一家中国企业。

从呱呱落地到走得稳当，曙光的自主创新走的是一条“有所为有所不为”、从集成创新到核心技术创新的务实道路。曙光创业初期，一方面自己的力量弱，另一方面曙光品牌尚未得到用户认可，如果一台服务器从芯片、主板、互联网络到操作系统与应用软件都自己做，用户很难接受。

中关村软件园的中科曙光公司

曙光公司从集成创新做起，节点部件和操作系统采用市场的主流产品，自己主要做把若干节点集成起来的机群操作系统以及提高整机可靠性与可维护性的增值部件。几年后，曙光公司开始自己设计开发主板，然后采用国产的CPU芯片。一开始是龙芯2号，后来是曙光5000和曙光6000。

“市场是不同情眼泪的，科研成果的产业化不能用口号来支撑，它就是一种竞争，你没有这个实力的话，在竞争中就会失败。这就是曙光20年让人明白的一个简单的道理。”冀复生在一次接受媒体采访时说。

二、“最强大脑”的飞速运转

用在“神威·太湖之光”里的国产芯片申威走出了另一条道路。在国家超级计算无锡中心，一台拥有世界“最强大脑”的超级计算机正在飞速运转，它就是“神威·太湖之光”，其峰值运算速度达到12.5亿亿次/秒，持续性能为9.3亿亿次/秒。在2018年6月之前，它已经连续两年蝉联全球超级计算机的冠军。

超级计算机“神威·太湖之光”

在1000平方米的房间里，整齐排列了48个双门冰箱大小的机柜。每台机柜有1024块处理器，整台“神威·太湖之光”共有40960块处理器，所有核心部件已经全部实现国产化。

“每一块处理器相当于20多台常用笔记本电脑的计算能力，4万多块再组装到一起，速度之快可想而知。”国家超级计算无锡中心主任杨广文告诉来访者，简单来说，这套系统1分钟的计算能力，相当于全球72亿人同时用计算器不间断计算32年；如果用2016年生产的主流笔记本电脑或个人台式机作参照，“神威·太湖之光”相当于200多万台普通电脑。

越来越多的领域期待着“神威·太湖之光”这样的超级计算能力。模拟宇宙和生命的起源演化，精确测算航天飞行器的轨迹，使用分子化学技术对药物进行快速筛选……从高端材料到生命科学和生物技术，再到深海探测、空间技术各领域，都离不开超级计算机的支撑。

如果把这些备受大国青睐的高端技术比作金字塔尖，那么超级计算机构成了金字塔的基石，是国家科技实力的一个重要标志。

正是这种封锁带来的激励，让中国下大力气研发全部国产化的“神威”系列超级计算机。如今，只有5厘米见方的薄块“申威26010”不仅成为“神威·太湖之光”的心脏，也成为我国自主研发打破30年技术封锁的一柄利器。不到半张一毛钱纸币的方寸之间，集成了260个运算核心、数十亿个晶体管，达到了每秒3万多亿次计算能力。单芯片计算能力就相当于3台2000年全球排名第一的超级计算机。申威芯片由无锡江南计算技术研究所设计，该所创建于1951年，屡屡荣获国家科学技术成果奖。

由于专注于超算领域，神威拥有自己的指令集、微结构、CPU、编译器、操作系统就足以立足，不必面临其他国产芯片那样在个人计算机领域常见的“生态系统”困境。不过，这也导致在人们最常使用的电脑和手机中，可能在很长一段时间里都不会看见申威的芯片。

国家并行计算机工程技术研究中心副主任梁军说，关于是否应该自主研发核心处理器的争议一直存在。有人说，做了这么多年没有做起来，干脆不要做了，“抱养”一个好了。还有声音说，引进、吸收、再创新的高铁模式就很好，为什么非要关起门搞自主生态？

显然，超级计算机的计算速度并不是唯一追求，排名只能说明中国制造设计的能力，要想应用提升，要想让人们更多享受到高性能计算机服务的能力，还需要更贴近用户的行业领军者。

6.5 紫光掀起投资旋风

芯片领域的资本并购者，是紫光集团近年来最大的标签。

2018年5月8日，在A股上市的“紫光国芯”正式更名为“紫光国微”。外界分析，这家近年来叱咤芯片产业的中国企业或许又将掀起新一轮资本运作的风暴。

● 斥资18.7亿美元和9.07亿美元连续收购展讯通信、锐迪科微电子，成为世界第三大手机芯片企业；

● 斥资25亿美元收购原惠普旗下新华三集团51%的股权，成为中国排名第一、世界排名第二的网络产品与服务领军企业；

● 控股芯片封装测试企业，控股存储芯片制造厂商，在成都、南京陆续签约落地总投资额近1000亿美元的存储芯片与存储器制造工厂，全面构筑产业生态链；

● 在买公司、建平台的同时，还挖来台湾地区最大半导体企业台积电的大将、被称为“台湾DRAM教父”的高启全，以及第二大半导体企业台联电的前CEO孙世伟……

以“自主创新+全球合作”为双轮驱动，紫光集团在全球芯片行业掀起一阵旋风。作为紫光的掌门人，赵伟国不避讳自己的资本运作，但他多次公开表示，资本并购只是手段，科技产业才是根本。

紫光究竟是资本高手，还是芯片产业的颠覆者？

1985年，赵伟国考入清华大学电子工程系。第一次在实验室看到小小芯片的巨大功能，让他倍感神奇。惊叹之余，他也在想：高端芯片都来自海外，什么时候中国能制造这样的集成电路？

20多年后，赵伟国仍没有忘记当年的梦想。紫光采取并购的方式，迅速站到了世界同行的聚光灯下。据紫光披露，其旗下的长江存储已经成功研发出14纳米32层64GB存储芯片的工程样片，该芯片累计投入超过10亿美元，历时两年完成。这也是中国目前最接近全球先进水平的存储芯片。

紫光大厦

并购是紫光近年来最大的标签。为什么要采取“买买买”的方式？赵伟国的答案是，在我国芯片总体落后的大背景下，只有先通过资本运作找到一个桥头堡，再组织力量冲锋，才有可能获得成功。“如果完全从零开始靠自己研发，你可能永远落后。因为你本身已经非常落后，好不容易你研发出一个产品，但等你研发出来，那个产品已经落后了，你就只能一直追、一直追，也不一定能追上。”赵伟国解释说。

在赵伟国看来，芯片产业与互联网产业类似，面临一个充分竞争的市场。但又有别于互联网产业，不能靠一招鲜吃遍天下，要有源源不断的资本投入，“十年千亿美元是个基本数字”。

中科院微电子研究所所长叶甜春从半导体产业本身的属性，对资本并购的必要性做出肯定：这个产业高密集、高投入、高风险，需要产业链、创新链、金融链“三链融合”。如果不把资本市场的资金引到这个产业里来，就好像种树不浇水一样。

对于外界的质疑，赵伟国坚决否认：“什么是玩资本的人？买了之后再卖给别人。紫光买的企业一个都没有卖，不断地加大投入，从一匹小马变成骏马、千里马。”他说：“对于企业来讲，发展是核心，并购在某个特定阶段就是一个手段，甚至是必须采取的手段。一个企业家要把你的产业理想和商业现实结合起来，这样才能照亮企业的未来。我肯定是借助了资本，借助这样一个工具，但我把它用在了我所倾心并为之付出终生的事业上。”

在外界冠以的“并购狂人”的声名下，赵伟国最关心也最想“收买”的却不是公司，而是人才。他说，在紫光，自己脑子里每天都有八个字：思贤若渴，重金揽才。八个字之下，他“每天都会想还可以把谁请到公司来”。

紫光国微动态随机存储器

赵伟国认为，相比收购企业，“收购”人才是最划算的“买卖”。“因为和买企业相比，和投资产业相比，招揽人才是非常便宜的。一个人再贵也不会比一个工厂贵，可是如果没有一个好的领导者，工厂是运转不好的。”他说：“别人看到的是我们的并购，但在这背后，引进人才是紫光这几年快速成长的真正原因之一。并购只是一个手段，是你买了一艘船、一辆车、一架飞机，而背后是我们请来的很多很好的专业人才。他们就是我们的船长、机长。今天的紫光能够在集成电路和云网领域崛起，不仅在中国有一席之地，在世界上都具有一定的影响力。”

6.6 AI芯片弯道超车？

用计算机模拟人的神经元反应，让一部手机就能轻松实现媲美“阿尔法狗”（AlphaGo）的人工智能——这是“寒武纪”芯片的雄心，也是陈云霁、陈天石兄弟俩的一个“小目标”。

14岁上大学，29岁当博导，毕业于中国科技大学少年班的哥哥陈云霁是外人眼中的“神童”。弟弟陈天石的轨迹几乎如出一辙。兄弟俩2016年创建寒武纪科技，以自主研发的人工智能芯片为核心，这家创业公司刚一亮相就成为闪耀的“独角兽”，市场估值一年一个数量级地增长，2017年估值1亿美元，2018年已经达到10亿美元以上。

陈云霁（左）与陈天石（右）

“寒武纪”芯片到底能做什么？为什么受到资本市场的追捧？

用弟弟陈天石常用的比喻，如果把传统芯片比作功能全面的瑞士军刀，那么人工智能（AI）芯片就是一把专用菜刀。瑞士军刀虽然功能多，但是做菜的时候还是菜刀更合适。在智能处理方面，“寒武纪”芯片就是这把“更合适的菜刀”。

陈云霁又解释说，同样是用最普通的硅材料组建的芯片，“寒武纪”较传统芯片不同的是可以模拟人类的大脑：当我们的大脑受到外界的一个刺激，神经元就开始活跃，做各种各样的处理。

华为的旗舰手机Mate10采用了寒武纪1A处理器，更是让它的产业化迈出了关键一步。这款2016年发布的全球首款商用深度学习专用处理器IP，入选了第三届世界互联网大会评选的十五项“世界互联网领先科技成果”。

尽管是外人眼中的天才少年，陈云霁自认为在少年班既不是最聪明的，也不是最勤奋的，成绩处于班上的后半截。兄弟俩都把勤奋列为科研的“标配”。“我们不是天才”，坐在摆放着行军床和方便面的办公室里，陈云霁恳切地说。

陈天石小陈云霁两岁，他几乎是沿着哥哥的足迹从中科大一步步来到了计算所。不同的是，在读博期间，陈云霁的研究方向是芯片，陈天石则选择了人工智能算法。“我们想做一些有意思的研究，读大学的时候就萌生了做‘聪明的计算机’的想法。”陈云霁坦言。每个人都有梦想，但他们却比普通人幸运得多，相似的学习背景和笃厚的兄弟之情为二人实现梦想助力不少。“我和陈天石在家里都是用南昌话进行学术交流。”陈云霁笑称。

做有趣的科研，研究自己感兴趣的事，两人经过交流，一拍即合，决定做人工智能芯片。陈云霁曾这样解释自己的灵感来源：“人的大脑是已知最智能的物体。如果能把大脑中神经元和突触数字化抽象出来，这样的数字化网络在某种程度上可能就继承了人脑对信息的处理能力。”

2018年5月发布的寒武纪MLU100智能芯片

一方面，神经网络是智能处理的好方法；另一方面，通用处理器在这方面效率很低。“如果要用通用处理器搭建一个人脑规模突触的神经网络，可能需要建一个电站来给它供电了。”陈云霁解释。即使近年来大出风头的“阿尔法狗”也需要大量的机房设备、专家团队以及高昂的成本。

为什么不能用人工智能的办法来设计一款专门的芯片呢？“寒武纪”恰恰解决了这一问题：它可以在计算机中模拟神经元和突触的计算，对信息进行智能处理，还通过设计专门的存储结构和指令集，每秒可以处理160亿个神经元和超过2万亿个突触，功耗却只有原来的1/10；未来甚至有希望把整个“阿尔法狗”的系统都装进手机。

在新世纪的第二个10年，人工智能技术进一步成熟，给人们以巨大的想象空间，也让“寒武纪”芯片有了巨大的发展空间。陈天石描绘了“寒武纪”芯片的市场商业化推进：一是终端，二是云端。终端产品就是智能手机、智能眼镜、无人机、自动驾驶汽车等，需要芯片去识别图像、影音和文字。而在云端，像科大讯飞、中科曙光这样的知名企业，都已经是“寒武纪”的客户。但瞄准人工智能广阔前景的不只是“寒武纪”一家。据行业分析师估算，进入新兴芯片初创公司的投资总额从2015年的8亿美元增长到2017年的16亿美元，AI芯片公司从零星几家增长到20多家。仅2017年下半年，台积电的生产线上就有超过30款AI芯片排队等着流片。

在新的赛道能不能抢先到达终点，取决于奔跑的速度。

不只有“独角兽”在奔跑，巨人们觉醒得其实比谁都快。就在“寒武纪”估值连番增长的同时，芯片巨头英伟达在美国消费电子展上召开发布会，宣布了一系列关于无人车机器学习芯片的相关内容。同时加入的还有英特尔、谷歌、Facebook、微软等巨头。咨询公司的预测数据显示，到2025年，与人工智能相关的芯片市场收入将由此前的5亿美元飙升至122亿美元，复合年均增长率超过40%。

如履薄冰——这是挂在陈云霁办公桌对面的四个大字。“我故意挂在我桌子的对面，因为这几个字是给自己看的。”陈云霁告诉我们。做科学需要大胆假设，小心求证，他需要时刻保持谨慎，于是希望这四个字能随时提醒他，即使是在鲜花着锦的时候也要保持清醒。

为了方便将研究成果产业化之后推向市场，兄弟俩创办了中科寒武纪科技有限公司。“根据个人特质，我们有不同的选择。”陈云霁现在仍在计算所担任研究员，从事基础科技的研发；陈天石则当起了公司的首席执行官，共同研发“寒武纪1A”深度神经处理器。

如今，虽然寒武纪公司和中科院计算所为中国获得了智能芯片前排的一席座位，但这还不够。陈云霁说，“我们国内的人工智能企业（包括上层应用、软件和芯片）应当联合起来，以自主芯片技术为基石建立中国乃至世界的智能新生态，方能在智能时代的竞争中实现弯道超车。”

实际上，人工智能在全世界都是一个方兴未艾的产业，不光是中国，其他国家的智能生态都没有成形。归根结底，人工智能的未来发展呈现多元化，各个行业各个国家都存在可能，而中国将是最大的市场。

“如果我们能够保持先发优势，持续不断地探索，国际上将有可能形成以中国为主导的国际智能生态。”陈云霁表示，芯片的成败，除了本身的效率之外，生态是非常关键的环节。没有配套的应用和软件，很难在市场上获得成功。陈天石则说，智能时代给了我们机会，无论是在技术上还是在商业上，中国完全有能力在人工智能时代实现超越。

“寒武纪”是生命大爆发的时代，陈氏兄弟希望他们的“寒武纪”也能迎来人工智能的大爆发。但又不限于此。“真正有创新的东西一定是有争议的。”陈云霁和陈天石欣赏Deepmind和谷歌这样的高科技公司，找到世界上最好的科学家、一群志同道合的人，“‘寒武纪’是实现我们这群人梦想的渠道。”

6.7 BAT开启“新赛道”

2018年4月20日，中兴事件后第四天，阿里巴巴集团高调宣布介入芯片研发，全资收购了中天微系统公司。后者是一家以芯片架构授权为核心业务的集成电路设计公司，成立于2001年，总部同样位于杭州，其创始人曾担任原国家“863计划”集成电路设计专家组组长。

“中华芯，天下行”，取两句话的前两个字，是“中天”名字的由来。根据官网介绍，该公司开发的C-SKY系列CPU核的授权用户超过60家，在金融IC卡、数字音视频、信息安全、工业控制、安防监控以及网络无线通信等多个嵌入式领域得到广泛应用。截至目前，相关芯片累计出货量已经突破7亿颗。

不过，对于中天微系统宣布自主研发的芯片，外界有一些不同看法。有人称，中天微系统的技术源于摩托罗拉十多年前已经废弃的IP（知识产权）。也有人表示，与华为海思芯片基于ARM结构一样，中天微系统已经完全购买了摩托罗拉的IP并做了较大改进，可以称为自主知识产权。

阿里对这些不同声音显然是知晓的。事实上，阿里与中天微系统的合作至少始于2016年，当时，中天微系统负责研发阿里旗下智能操作系统YUNOS所使用的芯片，双方有过深度磨合。这场收购绝非心血来潮。在宣布收购消息后，阿里的技术部门负责人第一时间表示，此次收购是“基于阿里对芯片领域的长期关注和自身业务需求”，并希望借此收购在物联网、人工智能等芯片竞争“新赛道”上提升中国芯片的竞争力。

2018年4月20日，阿里巴巴收购杭州中天微系统有限公司，布局AI芯片

就在收购消息宣布的前一天，阿里巴巴达摩院——阿里2017年成立的全球研究院，宣称致力于基础科学、颠覆性技术和应用技术的研究——对外透露正在研发一款神经网络芯片Ali-NPU，该芯片将运用于图像视频分析、机器学习等人工智能（AI）的推理计算。中天微系统的研发力量势必将并入达摩院。“收购中天微系统是阿里巴巴芯片布局的重要一环。”阿里巴巴CTO张建锋这样对外界说。

自1999年成立以来，阿里巴巴集团从电子商务起家，业务逐渐扩展至互联网金融、广告服务、物流快递、云计算等。2014年，阿里巴巴集团在纽约证券交易所挂牌上市。2017年，阿里巴巴登上《财富》世界500强排行榜。而在毕马威发布的一份2018年全球科技创新报告中，阿里巴巴则被近800位科技行业高管评选为全球颠覆能力最强的企业，力压Facebook、亚马逊、谷歌等国际高科技巨头。

在芯片领域，阿里巴巴其实已经低调布局数年。此前，阿里先后投资了多家芯片企业，包括寒武纪、Barefoot Networks、深鉴、耐能、翱捷科技等从事AI芯片和物联网芯片研发的科技公司。一旦阿里决定正式进军芯片产业，之前这些布局都将为之提供良好的技术积累和生态链。

那么，阿里巴巴对芯片的未来有何预期呢？

对于这个由网络购物起家、拥有海量大数据的互联网巨头来说，最可预期的未来就是数字化与智能化，后两者正是阿里芯片的着力点。在阿里巴巴的技术专家看来，未来万物都将被数字化与智能化，比如摄像头拍到的场景，将自动识别、分类、编码，然后应用于无人驾驶等活动中。再比如，智慧城市中大量物联网出现，房屋、电器、汽车广泛联网并智能化。这样的大规模应用，对新芯片、新系统将产生海量的需求。

张建锋预测，未来数年，大约会有200亿～300亿件设备联网，这样的处理规模与现在相比完全不是一个数量级。而互联网企业做到当下这个阶段，已经不再只是一个商业模式，还需要解决基础设施的一些根本问题。“比如现在我们提供云服务，必须要做到资源可控、技术可控、安全、有核心竞争力，最底层的就是芯片了。”张建锋说。

困难也是显而易见的，尤其是对阿里这样一个跨界的“外来者”来说。人才是其中最大的困难，其次是如何找准一个既有规模又比较新的行业切入，以及对芯片产业长周期、高成本的规律能否准确认识与运用。

阿里巴巴的信心则在于其正在布局的人工智能和物联网，这也是阿里具有最大潜在优势的领域。在张建锋看来，这一波人工智能浪潮兴起之后，所有芯片公司都在同一起跑线上，就看谁做得更有效率、做得更快。由于芯片需要不断试错迭代，也就需要大规模的应用场景；谁有足够多的数据、谁有足够多的关键应用，谁就可以把这个关键应用变成芯片的一部分。

“阿里在这方面是有显著优势的。”张建锋说。

百度（Baidu）、阿里巴巴（Alibaba）以及腾讯（Tencent），是中国近10年来市值高、风头劲的三家互联网企业，它们名称的英文首字母连起来，简称“BAT”。在过去10年，或许会在未来更长的一段时间里，BAT一直是中国IT界创新的标志，也代表了中国资本市场的风向。

中兴事件之后，互联网上对BAT也有诟病的声音，认为BAT只有商业模式创新，没有技术创新，烧了大把的钱去做外卖、做单车，却没有培育出自己的核心技术。

这么说对BAT不够公平。这三家企业有一个共同点，即都是走一条从业务开始，不断向技术进发的道路。它们通过商业模式的创新迅速崛起，吸引了海量的用户，这个阶段的技术投入的目的仅仅是服务好这些用户。然后，当单纯商业模式的红利逐渐变弱时，就需要找到新的增长动力，技术此时就变成了一个有吸引力的选项。

比如百度，人工智能是其未来发展的重要方向，其已经在算法、大数据、计算能力等方面取得突破，并且开始了对自然语言的处理、语音识别、图像识别处理以及用户画像等应用的探索。百度还拥有不少的无人驾驶汽车专利。

用阿里巴巴创始人马云的话来说，我们面临30年来互联网技术深入传统行业方方面面的巨大的变革。现在是关键时期，也是决胜时期，全社会要对互联网公司、互联网技术和整个互联网的发展有更加深刻的认识。这是中国的机遇。

一辈子与芯片核心技术“死磕”的业界专家，在谈及我国网络信息领域的长短板时，普遍自豪地将电商、移动支付、社交、搜索等互联网技术以及人工智能、大数据、5G、物联网、云计算等新兴技术列为我国的长板。

中兴事件后，BAT都进一步表露出加大核心技术投入的意愿。阿里巴巴创始人马云说：今天，很多的互联网公司都在争夺市场、争夺流量、争夺投资金额。未来应该争夺在技术领域的创新。今天中国的公司数量庞大，也充满活力，是创新的生力军，但是掌握技术的大公司太少。

腾讯创始人马化腾说：最近的中兴事件，更加让大家清醒地意识到，移动支付再先进，没有手机终端，没有芯片和操作系统，竞争起来的话，你的实力也不够。

百度创始人李彦宏说：中国对芯片研究的投入程度还不够，而芯片在人工智能和网络安全中的作用举足轻重。这需要很多基础性的研究、长期的投入。无论是科研院所、大型国企还是民企，都需要一个更好的支持机制来实现突破。

那么，如果BAT转攻芯片，会带来焕然一新的气象吗？

支持方认为，过去国产芯片做不起来，很大的一个原因是投入不足，缺钱。BAT以及它们身后的雄厚资本，可以让大笔真金白银进入芯片产业，像三星那样快速推动芯片的技术迭代和产业垄断。

反对方则指出，“研发尊重市场需求”与“研发依靠市场驱动”是两个完全不同的理念，绝不能混为一谈。在高投入、高回报已成为高端制造业常态的情况下，“研发依靠市场驱动”的思维必然导致一个结果：后发者永远没有可能赶超和挑战行业内既有的领跑者。后发者由于缺乏技术积累和技术储备，起步阶段难免要交些“学费”。而建立研发体系、培养队伍，同样需要支付巨额成本。由于研发成本很高，投资回报周期很长，仅从企业本位出发，没人愿意做这样的后发者。

看起来容易的路，有可能越走越困难；看起来困难的路，也可能最后越走越容易。但如果BAT等上市公司在“看起来困难”的时候，每年在芯片项目上投入数以十亿美元计的经费，几年内又没有实际盈利，股东会接受吗？市场会接受吗？

双方的论点都具有说服力，也许只有时间才能给出最后的判断。市场的博弈你死我活，原本也不是坐而论道。我们无法预言未来，但从历史的坐标中仍可以找到些许指示前进的标识：BAT带来的最大改变应是生态环境。

BAT芯片布局

“10倍数变革”——芯片巨头英特尔提出的一个概念，指的是一个领域的技术、商业发展到一个临界点，就会导致竞争格局发生剧烈变动。没有变革，很难有打破垄断、弯道超车的机会。互联网领域在过去20年里发生了多次10倍速变革，这也是我国互联网行业全面崛起、在世界也能排得上号的重要原因。

除了移动计算的兴起，芯片领域在过去20年很少发生10倍数变革。但业内人士认为，这一领域看起来马上要发生一次10倍数变革了：摩尔定律正在失效，芯片急需突破物理极限；大数据颠覆技术研发的传统道路，对应用场景的理解正在成为芯片能否成功的决定性因素……

一个非常明显的迹象是，越来越多掌握应用场景的公司，开始插手芯片。在美国，谷歌早已在自有生产设备上搭载自主研发的芯片。苹果的重要产品线也在使用自主设计的处理器，甚至有计划最早在2020年开始在Mac电脑上使用自产芯片。亚马逊正在自主设计和制造AI芯片，社交网络巨头Facebook也组建了一支芯片开发专业团队。

结合这些国际顶级科技公司的举动，芯片产业或许将迎来新的变革。就如同互联网时代谷歌可以在微软的围剿下迅速崛起、智能时代苹果一举将诺基亚挑落马下，这样的变革不一定能够绕过既有的芯片研发体系、人才和经验，但很可能会打造出新的生态系统，比如新的硬件入口、软件应用，以及应用上的增值服务等。原来作为基石的芯片“王者”，或许将面临新一轮洗牌。

这给后来者以希望：背靠BAT的广阔应用市场，培育一整套全新的生态系统将不是空想。只不过，参照历史经验，这一生态系统从冒芽到成熟是一个相当快的过程，机遇窗口期一般只有短短几年。在瞬息万变的市场中，能否抓住短短的窗口期，为未来愈演愈烈的竞争打好“地基”，这是对BAT更加现实的期待。

参考文献

［1］梅宏，钱跃良.计算30年——国家863计划计算机主题30年回顾［M］.科学出版社，2017.

［2］李国杰.创新求索录［M］.电子工业出版社，2008.

［3］田涛，吴春波.下一个倒下的会不会是华为：故事、哲学与华为的兴衰逻辑［M］.中信出版社，2017.

［4］梁宁.一段关于国产芯片和操作系统的往事.2018.04.27.

［5］胡伟武.我们的龙芯1号.2002.11.14.

［6］Christopher Mims.People's Processor: Embrace China's Homegrown Computer Chips [J].2009.

第7章
中国“芯”突围

引子

做芯片，不容易；在中国做芯片，更加不容易。

如果把在美国做企业比作100米赛跑，那么在中国做企业就是越野赛、马拉松。

时间从未如此紧迫，中国“芯”面临着一场生死竞速。美国的智慧地球、韩国的未来IT战略、英国的数字英国计划……芯，成为各大国的战略必争。

自主还是引进？开放还是封闭？市场还是政府？中国的芯片产业何去何从？

少些抱怨，多些坚持。真正的机会不是被夺走了，而是来了。只有真正了解自己有什么、要什么、应该奔什么，才会走得久。

创新是教不出来的，闯却能生出“新状态”。

明智的人决不坐下来为失败而哀号，他们一定乐观地寻找办法来加以挽救。

——[英]莎士比亚《暴风雨》

7.1 徐匡迪：“大国精器”必须强起来

虽然已年逾八旬，但他仍在为国家发展出谋划策。作为京津冀协同发展专家咨询委员会组长，他正以先进的理念，研究雄安新区的规划工作。

2018年5月30日，第十二届光华工程科技奖颁奖典礼在京举行。中国工程院院士、中国杰出的钢铁冶金专家和战略科学家徐匡迪荣膺第十二届“光华工程科技成就奖”。

10年前，英国女王的丈夫菲利浦亲王出现在英国皇家工程院的颁奖晚宴上。在大约280位英国工程科技界人士的注目之下，英国皇家工程院把国际奖章颁发给一位已经70余岁的中国人，他就是英国皇家工程院外籍院士徐匡迪。

2003年以来，他又先后当选为瑞典、英国、美国、俄罗斯等国家的工程院外籍院士。然而，在徐匡迪众多头衔和荣誉的背后，却是他与中国命运紧紧联系在一起的起伏人生。

徐匡迪以前的名字叫作徐“抗敌”。谈及这个名字，他感慨颇多。

那时，日本已经占领了上海，难民就沿着铁路逃。飞机沿路扫射轰炸，老百姓都往稻田里躲。稻田里面尽是水，又泥泞。在寒冬中走了两个多月以后，到了浙赣交界的地方，他的母亲就临产了。1937年12月，徐匡迪就出生在一个庙里面。

“男儿当自强，抗敌保家乡。”家里觉得生了一个男孩要能够记住这个国耻家仇，所以就给他取名为“抗敌”。

徐匡迪一家人长途跋涉来到云南之后，生活才逐渐稳定下来。当时的昆明是西南地区的文化中心，徐匡迪就在西南联大附小读书。

1944年，徐匡迪正好上二年级下学期，一位小学老师半开玩笑地对他说：你一直“抗敌”，胜利了以后你抗谁啊？他一时回答不上来，这位老师就拿了毛笔在毛边纸上写了“匡迪”两个字，还写了“匡扶正义，迪吉平安”。回到家后，徐匡迪的爸妈都说这个名字取得很好，所以就一直用到现在。

1954年高中毕业后，徐匡迪考入当时被誉为“钢铁摇篮”的北京钢铁工业学院（后改名为北京科技大学）。中国受的苦难太多了，他总想为国家多做一点事情。

被誉为“钢铁摇篮”的北京钢铁工业学院

1978年3月的一天上午，徐匡迪正带着工农兵学员在上海第五钢铁厂的炉前劳动，突然喇叭里呼叫他的名字，说：“上海工业大学的徐匡迪老师，请你到厂部办公区来一趟。”

1975年9月，上钢工厂工人对无缝钢管进行质量检查

厂办的同志告诉他，当天下午他要到市里集中。徐匡迪没顾上洗澡换衣服，下午就赶到市里报到，到了报到地点才知道参会的原因。

1976年中苏关系紧张，苏联对一种航空用的高压喷油管的不锈钢材料停止了供货。中央军委给上钢五厂下达了紧急任务，要把这个材料做出来。那一种钢的要求非常高，里面的碳含量只有0.02%，国内做下来一般都在0.2%～0.5%。

当时是叶剑英元帅下的任务，徐匡迪们当然是夜以继日地干，而且是“三结合”——工人、科技人员、教师一起做，做出材料拉成管，圆满完成了任务。叶帅还给上海发了贺信。这件事，使徐匡迪得以作为代表去北京开会。

坐着火车咣当了一天一夜，徐匡迪才到达北京；住进房间后才知道这个重要会议是“全国科学大会”。当时“四人帮”已经被打倒，会议是为了部署新时期科技工作的任务，明确拨乱反正的方向；事前也没说谁会在会议上讲话。

到了会场以后，他被安排坐在一楼的后排，前面都是一些白头发、年纪大的著名科学家。他在会场也看到不少熟悉的同志，包括部队的，还有徐匡迪母校北京钢铁工业学院的老师、学长和同学。会议不让做记录，当时大家虽然很兴奋，但内心也有一些不确定性因素，因为毕竟这么多年都没有开过类似的会了。

会议是由方毅同志主持的，后来他请邓小平同志讲话，小平同志是用四川话讲的，这时候参会代表才鼓掌了，掌声开始是零零落落的，但后来是真诚地、使劲地鼓掌；联想到这些年的遭遇，很多人都热泪盈眶。“知识分子是工人阶级的一部分”这句话，使得知识分子从改造的对象转变为领导阶级——工人阶级的一部分，这对知识分子来说是翻天覆地的变化。

徐匡迪深情地回忆说：“我从读中学到大学，没交过学费、书费，都是国家供给。用那个年代的话说，是党和国家用劳动人民的血汗培养了我们。”正是这种对党和国家的感恩之情，促使他在改革开放后到英国如饥似渴地学习，并婉拒瑞典企业的竭力挽留，如期回国。

1982年，他作为我国第三批赴欧美公派留学生的一员，前往英国帝国理工学院做访问学者，研究钢铁冶金技术。导师说做完这个课题需要3—5年，但他仅用两年时间就完成了课题研究。此后，作为拥有英国和瑞典喷射冶金技术专利的专家，徐匡迪被北欧喷射冶金公司聘为副总裁。在这家瑞典企业，他领导团队实现了专利技术的产业化，将原本需要半小时的炉内精炼流程缩短至不到3分钟。两年后，副总裁任期到了，北欧喷射冶金公司希望徐匡迪留任，并开出高薪，他拒绝了。

1989年3月，时任上海工业大学常务副校长的徐匡迪（左二）陪同有关领导参观实验室

作为我国喷射冶金技术的开拓者之一，徐匡迪在20世纪80年代初提出用真空循环脱气加喷粉处理大型转炉钢水，冶炼超低硫、氧钢，获得英国、瑞典专利。他积极推动中国钢铁工业的结构调整和先进技术的应用，支持并参与“新一代可循环钢铁制造流程”的研究和实施。

1995年，徐匡迪成为拥有院士资格的市长。2001年底，他调任中国工程院，第二年当选为中国工程院院长。

作为一名科学家，徐匡迪始终坚持高质量完成党和国家赋予的重要使命。近年来，他主持并参与了若干国家重大科技发展战略研究项目。在《中国新型城镇化战略研究(2004—2012)》中，他提出了“以人为本的城镇化”理念。

“城镇化不只是土地的城镇化，而且是人的城镇化。”徐匡迪说。科学咨询工作容不得半点马虎，这项工作要求科技人员不仅要有卓越的专业能力，更要有使命有担当。

“在中华民族从富起来到强起来的历史进程中，科技工作者将承担前所未有、光荣艰巨的历史使命。”徐匡迪说，“中国正在崛起，各类人才都要积极投身祖国的建设。否则就像看一场演出，最精彩的部分你却跑开了，这会成为终生遗憾。”

附：徐匡迪访谈录

记者：非常感谢徐院士分享很多宝贵的个人经历以及对中国科技创新的独到深刻的见解。您动情地回忆了40年前的中国科学大会，它像一声春雷，解放了知识分子的思想，从后来的掌声可以看出中国知识界对创新的期待。回过头来看，您觉得中国科学大会之于中国改革开放有着怎样的历史意义？

徐匡迪：40年过去了，中国经济的发展特别是中国科学技术的飞速追赶，还是从1978年的科学大会开始的。知识分子都为祖国科学技术春天的到来而欢呼。我是在人民大会堂现场听到这个消息的，后来才知道，在会议开始的前三天，方毅同志在看出席会议的科技人员名单的时候，就提出需要身处一线的年轻科技工作者。我参加过国家航空使用的特殊不锈钢的研制，当时得到了中央军委的嘉奖。接到通知的时候，我正在车间里带领工农兵学员学炼钢，厂车间的大喇叭叫我到厂部办公室去，说有重要事情尽快来。然后厂里派车送我到市里，通知我赶快到北京去参加一个会议。当时我41岁，属于参加会议的人当中比较年轻的。在这个会议上，当小平同志宣布“科学技术是生产力”时，台下代表便鼓掌。后来他又讲到中国的知识分子已经是工人阶级的一部分了。这句话第一遍讲出时，台下没有人鼓掌，因为大家都不相信。他后来又讲了一遍：“我是说，知识分子是工人阶级的一部分了！”这时台下发出如潮的掌声，大家都热泪盈眶。

在“文化大革命”中，原本我们是接受改造的对象，而现在知识分子变成工人阶级的一部分，这是大家绝对没有想到的。这是对知识分子的思想大解放，一个精神压力的大解脱。后面的十一届三中全会否定了“两个凡是”，肯定实践是检验真理的唯一标准，我们做科学工作的人对此非常赞同。我觉得中国科学技术有今天这么快的发展，都和当时的拨乱反正分不开。党的十八大以后，党中央提出经济发展和创新驱动。创新的根本是科技，创新的关键是人才，这些都是一脉相承的。

记者：您讲到中国钢铁业的艰辛历史和新征程的出发，中国要实现高质量发展，您觉得科研人员在这一轮的创新中应该朝着哪些方向去攻坚呢？

徐匡迪：我觉得有三个方面。第一是要加强中国科学工作者对于工程科技基础理论的研究。基础理论没有弄清楚以前，你只会照猫画虎、做山寨版，这些抄近道、讨窍门的事儿是走不长久的。第二，中国不能靠引进来解决问题。核心技术是买不来的，也是化缘化不来的。这个是国家的核心竞争力，所以谁都不肯给你。第三，中国的科学工作者在解决基础理论和技术核心问题的时候，要耐得住寂寞。这个非一日之功，也不是三年五年就一定能够出成果的，要靠大家的韧性和决心。

中国的科技梦已经是好多代科技工作者的梦了。现在国家给予这么大的支持，对科技又有这么大的需要，关键是我们科技人员自己要把心静下来，要耐得住寂寞。

记者：随着中国经济总量超过80万亿元人民币，中国开始步入世界舞台的中央。我们注意到这样两种情绪，一方面大家为中国桥、中国路的历史跨越而感到骄傲自豪，另一方面是以芯片为代表的“卡脖子”技术，让我们看到与强国之间的差距，该怎样立足前沿、重点攻关呢？

徐匡迪：这是一个非常核心的问题。前一段时间大家都为我们国家的大国重器而欢欣鼓舞。中国现在最大的优势是我们的制度优势，可以集中力量办大事，把全国的科技人员、各路的科技大军组织起来共同攻关。从20世纪60年代的“两弹一星”，到现在的大科学工程和大型基础建设工程，这都是让人引以为豪的，因为只有我们国家可以做这样的事情。但另一方面，我们也要看到，我们还没有“精器”。我们会制造重型器械，但做不了精密器械。我们很多核心关键的精密原器械还是要靠外国生产商供应，或者是仿制人家的。肌肉强壮了，骨骼大了，但是心脏和脑子还要靠人家，这是不行的。所以，如果前一阶段我们的科技工作者主要注意协同研究搞大项目，现在可能就要集中精力、耐住寂寞，去做一些精的、细的、很小的东西，这些东西会影响到最后的完整的功能发挥。

记者：说到芯片的攻关，看一下中国集成电路产业几十年的发展历程，有国家重点支持的攻关项目，科学家、企业家在这方面花了很大的力气。您认为是什么原因导致我们对关键技术的攻坚步伐没有那么快、创新成果没有大家期待得那么高呢？

徐匡迪：第一个原因是我们和强国有代际之差。我们现在要攻关的，人家早就解决了，所以其他国家会说：“你们别攻关了，我们卖给你。”其他国家已经批量生产了，我们还要自主研发、调试和更新设备，企业从成本考虑会觉得划不来，没有非做不可的动力。

第二个原因，从奖励和激励机制来说，科研人员也难有兴趣。你要攻关的是人家已经有的技术，所以很难获奖。“无人区”的技术大家都想做，可是又没那么容易。

第三个原因是基础理论的问题。人工智能的芯片并不是原来的线宽缩小、芯片的容量增大，它是整个算法都变了，这就涉及基础理论的突破。

记者：国家领导人最近一段时间反复强调在自主核心技术领域不要有任何幻想。归根结底都离不开人这个关键因素，您认为高校的人才培养如何更具针对性？

徐匡迪：我们的高等教育这些年的发展成绩很大，但是对比发达国家的高等教育，功利主义还太强。市场需要什么，我们就赶紧培养出一个什么样的人，但却没有培养出能够适应市场变化的人才。如果一个人有很深厚的数学、物理的学科基础，有很深的文化积淀，他就能够适应新的变化。一流大学要培养的是未来大师级的人物，能想出来别人没有想出的事情。

实现这一点靠三个方面，第一，要有报国之志，学校得立德树人。将来找个饭碗或出国去哪个学校，这都不是主要的，而是要有正确的“三观”。

第二，要有坚实的基础。退休以前，清华大学请我做了一个报告。我在报告上就讲，科学家要有文化和艺术修养。爱因斯坦的小提琴拉得非常好，他可以在交响乐团做小提琴手。我认识的一个瑞典皇家理工学院的系主任，他在艺术上很有造诣，同时工程和数学也非常好，是个通才。我们的科学家不能仅是一个个模块化的人。

第三，学生要能够被允许在学习过程中根据国家的发展和个人志向转专业。大学应该是一个更加宽泛的概念，高等教育要围绕祖国的需要，立德树人，为学生打下坚实的基础，同时在学校的专业之间要有灵活的交流，允许学生自由发展。

现在的年轻人要珍惜大好时光，特别是现在国家对科技和人才非常重视。希望大家能够抓住青春时光多学习、多储备、多做贡献。中国现在正在向着两个百年梦想迈进，你在两个百年梦想里做了什么？正如《钢铁是怎样炼成的》里面所说：“一个人的生命应当这样度过：当他回忆往事的时候，他不因虚度年华而悔恨，也不因碌碌无为而羞愧。”我们也不应该因为自己没有参与到祖国复兴的伟大事业中而感觉到遗憾。希望大家多多努力，多做贡献。

7.2 李国杰：自主可控并不代表“封闭”

从一名只专注于芯片研发的普通研究员，成长为向国家提供战略咨询的两院院士、曙光公司的创始人与管理者——李国杰被人称为中国计算机芯片领域的主要领导者之一。他先后获得国家科学进步一等奖、中国工程院院士、全国先进工作者等荣誉。

挑灯苦读的汗水，一遍遍修改的图纸，是他矢志拼搏、无怨无悔的中国心。他深知科技决策咨询关乎国计民生，一知半解就会导致政策风险。

回顾一波三折的求学、科研经历，李国杰坦言，国家的大形势可以决定个人的命运。他说，虽然受了很多的挫折，却不见得是坏事；经过大起大落的锤炼，更能够“苦其心志，劳其筋骨，增益其所不能”。

靠《趣味物理学》入门的院士

“读书何所求，将以通事理。”李国杰好学求知的精神是在邵阳二中培养的。和其他同龄人一样，李国杰对阅读的热爱起源于诗歌与小说：他时而徜徉于泰戈尔的“夏花之绚烂”“秋叶之静美”，时而对巴金《家》中孔教会的冯乐山恨得咬牙切齿。当时二中的图书馆并不大，藏书很少。

李国杰回忆：自己经常一下课就立刻冲到图书馆去借书，否则人一多，一个课间连排队都排不到。那时出版的西方名著少，李国杰把当时能借到的苏联小说都读了一遍；从托尔斯泰、普希金、屠格涅夫到西蒙诺夫、肖洛霍夫，李国杰现在回忆起来仍然如数家珍。这给李国杰打下了深厚的文学修养基础。

《趣味物理学》别莱利曼 著

有一次去图书馆，李国杰本来是想借一本小说，但在排队时偶然看到了书架上苏联科普作家别莱利曼的一本《趣味物理学》。李国杰抱着换换口味的想法借来，却被里面有趣的试验和科学现象深深地吸引，一发不可收拾。李国杰坦言，从某种意义上讲，自己后来报考北大物理系都是受《趣味物理学》的影响。

“跟一般人的经历不太一样，我考过两次大学。”回忆起上北大的经历，李国杰的高考可谓异常坎坷。1960年时他第一次参加高考，全省高分的他却由于家庭出身不好，被分配到筹办中的湖南农业机械化学院。后来学院停办，李国杰只得被分配到一个工厂当工人。1962年，高考改为“分数面前人人平等”的录取政策。李国杰虽然准备时间仅有一周，分数也没第一次理想，却一举考上北大物理系，从湘江之滨来到了未名湖畔。

两次高考的经历，使李国杰特别珍惜这个来之不易的读书机会。无论是酷暑还是严寒，李国杰中午的时间几乎从来不回宿舍午休，而是抓紧这宝贵的时间在阅览室里或小书店里看书，“很多书都是当时站着在书店里看完的。”虽然当时从北京到湖南的火车票只要20多元钱，但是在北大求学的6年中，李国杰只回过两次家。李国杰北大床头有一张贴了6年的小纸条，上面写着：“莫等闲，白了少年头，空悲切。”旁边还画了一盏小油灯，以坚定他挑灯夜战的决心。

在当时，学理科的人一般都是一猛子扎到一摞摞的参考书与工具书中，很少光顾满是社科类书籍的贝公楼大图书馆和人文社科阅览室。而李国杰算是个另类，经常跑到那里去借书，就连图书管理员都错把他当成历史系的学生，直到毕业时才发现他竟是个理科生。

“一个人读大学时关注的事情、培养起来的素质，与你以后的成长，包括找科研方向和钻研的问题，都是有一定联系的。”北大求学时广泛的阅读兴趣培养了李国杰一种相对宏观的眼光和较为宽阔的思维，“如果你只关注一个很窄的领域，就很难做一种战略性、全局性的研究。”即使在今天，李国杰的书柜中仍然有不少经济学、社会学类的图书。

“干什么，学什么”

与大多数人“学什么，干什么”不同，李国杰人生中屡次面对未知的领域，但都选择了迎难而上，是名副其实的“干什么，学什么”。

“一个学生的本事不在于学到了多少知识，而在于掌握新知识的能力和胆量。”回忆起博雅塔下的求学岁月，李国杰最感激北大赋予他遇新不怵的素质。

李国杰1968年底从北大毕业便赶上了“上山下乡”，被分配到了贵州黄平县旧州军星农场进行劳动锻炼，那里曾经是关押罪犯的地方。对于知识分子而言，那是最黑暗的时候，“失望、沮丧，情绪低到了极点”。大学被批成了“修正主义大染缸”，受尽折磨的李国杰一度非常绝望，学生时期“到北大就想当物理学家”的理想也曾荡然无存。“能分到哪个县的广播台就好了。”而一次偶然的机会，给了他重来的希望。

转过年来到了1969年，李国杰被分配到了新建成的贵州省晶体管厂。由于地处偏远，贵州当时较为落后，该省甚至都无法制作简单的晶体管。

李国杰在大学读的是物理，完全没有接触过晶体管制作，但能够重新拥抱科学已让他无比兴奋。为了做出收音机上用的晶体管，他从零开始，刻苦钻研，连续58小时没有合过眼。“贵州省的第一个晶体管是我做出来的！”提到这件事，他仍会流露出发自内心的笑容。“实验成功了以后，同事们要我参加报喜，我说你们让我睡会儿就够了。”1971年，已经成为晶体管厂优秀工人的他被派往上海学习环氧树脂封装技术以降低晶体管成本。高分子化学，同样是他未曾接触的学科，但也同样没有难住这位“自学狂魔”。

真正的考验还在后面。1973年，李国杰调回家乡湖南，进入一家无线电厂（后转变为计算机厂）。要知道，计算机的生产相比晶体管，在难度上可谓指数级的增长。全无计算机专业背景的李国杰，从最底层的焊板、电源等零部件制作，到整机调试，一步一步、扎扎实实地学习、实践，从多名拥有计算机专业背景的同事中脱颖而出，成了该计算机厂水平最高的技术人员。而这段经历，也让他在掌握了扎实的计算机基础知识的同时，与计算机结下一生之缘，决心将毕生精力投入于此。

挑战似乎永远不会远离李国杰。1975年，他被抽调到清华大学参与研制“DJS-140计算机”。这次，除了全新领域的挑战，还有英语这座大山横在他的面前。

学俄语出身、对英语几乎没有基础的李国杰再次踏上了自学之途，主攻计算机专业英语。这点专业英语知识也在他之后的研究生复试以及留学中帮了大忙。

时至今日，李国杰仍然没有停下求索新知的征途。计算机自引入中国以来，技术已经迭代更替了无数次，李国杰却始终站在这个领域的最前沿。现在的他又将目光放在了“人工智能2.0”“智能城市”“互联网+”等领域，承担了一系列相关领域的国家级战略咨询课题。“接触非专业知识不犯怵，永远有信心面对新的挑战，这或许是北大教会我的最有用的东西。”

一生追逐中国“芯”

改革开放后，国外学者来华讲学、交流的情况越来越常见。美籍华人学者黄铠教授在来华交流时找到了当时国内顶尖的计算机专家夏培肃教授，希望在国内选拔一名研究生到美国继续深造，夏教授向黄教授推荐了自己的得意门生李国杰。当时出国都是公派的，由单位决定谁能够出国，李国杰算是自己直接与国外大学联系出国的第一人，机会极为宝贵。

当时，李国杰也曾面临人生的十字路口。他的子女都到了入学年龄，如果只在美国就读几年，回国之后转学就会出现脱节。“当时给我的选择是两个极端，要么长期待在美国，要么就早日回国，没有中间选项。”他从未考虑过前者。

1981年，李国杰前往美国普渡大学攻读博士学位。这段留学经历成为他的人生转折点。1987年他学成回国，分配在中科院计算技术研究所工作。1990年3月，国家智能计算机研究中心成立，李国杰临危受命，出任中心主任，以后逐渐成为中国高性能计算机产业化的开拓者。李国杰院士说：“我出国时就想着要回来的。这如同你问一个人，为什么选择回家。没有理由，回家而已。”

他清醒地认识到形势的严峻和任务的重大。世界上第一台电子计算机由美国宾夕法尼亚州大学莫尔学院的莫克莱于1945年研制成功并举行公开表演，其运算速度比当时最好的机电计算机快1000倍。1976年，美国一家公司研制的计算机速度为每秒2.5亿次。而中国20世纪80年代中期研制的“757计算机”每秒运算仅1000万次，这种计算机已无法走向市场。

中国计算机领域的尴尬，深深刺痛了李国杰的心。他暗暗下决心：必须迎头赶上。他清楚地认识到这是一场高科技领域的艰巨攻坚，是国际高尖技术激烈竞争中的“奥林匹克项目”。我们只有一个选择：奋进与成功！

国外计算机公司开发新一代产品时，动辄投入资金几亿、几十亿美元，一次最大的投入换取最快的新产品周期。我们中国缺资金、缺人员，有的只是年轻学子们的一腔报国热情。李国杰在中心的门厅挂出一横幅：“人生能有几回搏。”他带领研究开发中心的全体伙伴，进行全封闭式的攻关。

那个时候，中国市场上几乎所有高端品牌的计算机都是国外的，科研单位有一些研发成果也只能自己用，没有作为产品在市场上卖。

1993年5月，“曙光一号”研制成功，每秒运算速度达到当时的世界先进水平。两年后，大规模并行计算机系统“曙光1000”问世，我国正式跻身国际高性能计算机竞争的舞台。“曙光”几乎成了自主创新的代名词。

2000年，中科院计算所开始研制通用CPU芯片。国内一片嘲笑声，有些人质疑这点钱想做CPU芯片，真是“鸡蛋碰石头”。

“明知山有虎，偏向虎山行。”在李国杰眼中，服务器也好，CPU也好，不管多么复杂，对中国计算机学者而言，“禁区”不多。这是基于对计算机基础知识的理解和对计算所几十年来深厚技术积累的认识。作为“曙光”的领军人物，最重要的是李国杰明白了这个“硬道理”：通过掌握核心技术打造自主品牌，需要长期的技术积累，不能急于求成，必须持之以恒，不放弃、不动摇。这些年来，曙光公司没有分心，只埋头干一件事：掌握高端技术，打造高性能计算机的自主品牌。

中国工程院院士李国杰（中）、历军（右）在“曙光一号”20年纪念会上 来源：中国科学报

一头扎进实验室搞创新的李国杰，对工作与生活条件的简陋没有任何怨言。在计算机研究方面，李国杰反复强调科技成果的影响和作用，而不只是发了多少论文、做了什么项目。“我们是研究计算机技术的，在国家需要计算机来增强国力时，应当有责任去分担，让老百姓生活得更好一点。”

对取得的创新突破，李国杰比谁都清楚，我国在芯片等关键信息领域技术方面严重不足。他心里更憋着一口气，认为这一方面是由于认识不统一，政策摇摆，缺乏定力；另一方面是在人才和技术储备上有较大差距，客观上需要长时间持之以恒的努力。

李国杰很喜欢毛泽东主席的《七律·吊罗荣桓同志》。诗中最后两句：“君今不幸离人世，国有疑难可问谁？”对于李国杰而言，倾注毕生心血，就是要让自己有胆量、有能力给出“国有疑难可问我”的承诺。正如中科院计算所墙上写着的12个大字：“科研为国分忧，创新与民造福。”李国杰一生都在追逐他的中国“芯”。

附：李国杰访谈录

对国家负责、勇于创新的精神要传承

记者：您长期从事计算机系统结构、并行算法、人工智能等方面的研究开发。特别是在“863计划”的支持下，先后创建了国家智能计算机研究开发中心和曙光信息产业有限公司，领导一批年轻的科技人员实现突破，为中国信息化产业带来了“曙光”。您认为“863计划”给当前芯片产业的发展留下了哪些历史经验和教训？“曙光模式”有怎样的启发？

李国杰：“863”曾经是高科技的一面旗帜，虽然这一计划已经完成了它的历史使命，但成绩也是有目共睹的。目前我国计算机领域科研的领军人物，许多是“863”—306的专家。这一机制的一个重要特点是专家决策，像中科曙光、科大讯飞、新松机器人等上市公司都是“863计划”支持的成果。华为、百度等龙头企业的研发骨干大多在读研期间参与过“863”课题。

现在有的课题经费动辄不菲，取得的成果为何难如人意？“863计划”早期的专家管理经验值得总结。“863计划”实施以来的30年，我国的科技形势变化很大。我曾反复思索，“863计划”给“曙光一号”课题的直接投入只有200万元，但“曙光一号”多处理机成为全国的代表性科研成果，“曙光1000”大规模并行机获得了国家科学进步奖一等奖。现在我们的科技力量强了，但有些科研人员的胆子好像比以前小了。“863”科学家对国家负责、敢想敢做、勇于创新的精神值得传承。

“863”早期，专家组机制曾表现出及时抓住市场机遇的灵活性。306专家组每年掌握的经费可能有几千万元。对急需立项的项目，有些不到一个月就可以把经费划拨到课题组。如果项目经费在“项目库”中沉睡一两年，可能就会与机会擦肩而过。总结“863”和其他科技计划的经验教训，首先要找到能做出正确决策的机制。

我国发展高技术产业走过的弯路是以国家科技项目为导向，导致获得国家项目经费成为突破核心技术的动力与追求的目标。实际上，科技成果的产业化必须以企业为主体。以高端服务器的研究为例，我指导的三代博士生的研究方向都是集群文件系统，在计算所内研究了十几年，但一直难以商品化。等到一批计算所的博士毕业生应聘到曙光公司工作后，按公司的管理机制又开发了两三年，才成为曙光公司的看家技术之一——Para Stor（并行存储系统）。“以史为鉴，可以知兴替”，以市场为导向、以企业为主体的“科技成果产品化”道路是方向，相信创新驱动的发展道路会越走越宽广。

科研人员不能满足于做“小事”

记者：您认为中国在处理器设计和研发上的实力与英特尔、AMD等国外巨头相比，差距究竟在哪里？制程工艺和封装技术会在多大程度上影响处理器的发展？

李国杰：如果衡量中国信息产业与国外的差距，我们的加工能力并不差，不管是手机还是个人电脑，销售能力也不弱。至于芯片设计能力、软件方面，我们起步晚，的确与国外有一定差距。从处理器的设计和研发能力上看，中国和国外制造商的差距并不大，落后的主因是制程工艺的差距，最根本的差距还是“我们没有一个自己的生态环境”。

就信息产业领域而言，我国的创新取得了一系列成果，各项排名也在不断向前，计算机产业规模扩大，研究人员不断增加；但多数研发人员在做模仿跟踪开发工作，与老一代科研人员敢于造原子弹、氢弹的胆识与气魄相比，开展前瞻性研究不够。这方面，有的科研人员满足于做“小事”，就是习惯于对技术细节的改进，而缺乏判断宏观市场和洞察未来的眼力。由于科技评价制度以往强调“数字化”考评，导致科研人员“只见树木，不见森林”。

科技企业不能寄人篱下，在别人已有的环境中说“me too！”

记者：您一直强调我国要打造自主可控的基础软件环境。对芯片领域而言，除了一种或几种技术的突破，更应该是一个生态环境的创新。但现在国内大部分公司都在国外的平台上做应用，您如何看待这种现象？如何才叫“自主可控”？

李国杰：国内基础软件厂商有些“创新力缺失”，最根本的原因还在于国内企业不愿做风险比较大的事情，喜欢跟着国外的企业走，走跟随路线，当然就没有自己做那么大的风险。如果我们的科技企业永远寄人篱下，在别人已有的环境中说“me too”，那么这样的创新就没有实质意义。实现“自主可控”，虽然这样的创新异常艰苦，可能要花十年、二十年的时间来改变。但也只有这样的创新，才能真正使科技企业的产业链有所振兴。

“自主可控”不是构造一个封闭的体系，而是要构造一个比谷歌、苹果公司更加开放的产业生态环境。一个产业要改变其发展方式，一个国家要想从科技大国变成科技强国，没有一个真正开放的产业生态环境，就总也掌控不了发展方向，就总要被别人牵着鼻子走。对于新的生态环境，应该是从最基础的指令系统做起，到底层的芯片、到系统软件和中间件，一直到应用，建造一个自主可控的平台。这个平台是完全开放的，也是我们自己可以修改的，包括开源操作系统、开源的中间件、数据库等，形成一套全新的产业链。

现在国内大部分公司都在基于国外的平台做应用。过去的环境即英特尔硬件加微软系统，搞了一二十年。后来苹果和谷歌加入，谷歌的环境相对开源，但其实也有限，中国企业的利润率最多能到5%。这个环节长期以来都没有根本性的改变。要想在产业价值链上占据较大份额，就必须在自己的硬件平台，尤其是在开源软件上打造自己的生态系统。除此之外，没有别的路。虽然这样做目前看起来势力小、发展慢，但如果不真正改变产业链的格局，我们的信息产业难有希望。与此同时，目前(国内)开源社区发展艰难，因为大家都愿意去用开源代码，但贡献的人不多，没有“我为人人，人人为我”的精神和心态。国内“开源社区”的崛起需要一个过程，十年、二十年改变过来也行，这样，振兴基础产业链的愿景才可能有大的突破。

7.3 倪光南：中国“芯”要跨越两座“大山”

他把大半生心血倾注在中国IT核心技术，尤其是芯片和操作系统上。在中国信息产业领域涌现的群星中，中国工程院院士倪光南就像个苦苦求索的耕耘者，瘦削的身影难免孤独，但透露着常人难以想象的坚韧。

从自主研发计算机到汉字信息处理，从联想汉卡到联想微机，他有着科学家的远见与执着。他主持开发了联想式汉字系统、联想系列微型机，分别于1988年和1992年获得国家科技进步一等奖，2015年摘得中国计算机学会“终身成就奖”。2018年6月，他被中宣部、科技部、中国科协评为“最美科技工作者”。

倪光南（右七）参加“最美科技工作者”颁奖仪式

他是改革开放后第一批下海的科学家，联想集团的名字与他有关。

将推广开源软件视为发展核心技术的突破口。从1995年至今，倪光南不遗余力地呼吁中国要发展自主操作系统和国产CPU，认为这是关系到信息安全，也关系到产业持续发展的问题。自主创新、自有知识产权、自有核心技术等词汇频频出现在他的文章和公开场合的演讲中。在他的心目中，基于开源软件发展中国的软件，特别是操作系统等基础软件，是一条捷径，更是一个机遇。在他眼中，芯片技术是难点，但更难的是对市场需求的理解，这是一个需要探索和试错的过程。

生于乱世的他，从小立下强国志，并孜孜不倦地为之奋斗了半个多世纪。20世纪80年代的中科院计算所里，倪光南是“明星科学家”。他参与研制了我国第一台大型计算机，并率先在汉字输入中应用联想功能。1984年，计算所发起成立了新技术发展公司，柳传志被选为主管日常经营工作的副经理。但公司创办不久就被人骗了14万元，而所里给的开办费一共才20万元。一筹莫展之下，柳传志等3个创始人效仿三国火烧赤壁的故事，将各自能想到的对策写在纸条上。纸条同时打开，写的都是“倪光南”三个字。

倪光南接受了邀请。他提出三个条件：一不做官、二不接受采访、三不出席宴请。他想把时间和精力都集中在研发上。一同进入公司的还有倪光南的联想式汉卡技术。在退出市场前，汉卡一共更新了8个型号，为公司创造了上亿元的利润，并带动了包括计算机产品在内的整体营销。最后，公司的名字也因此而来。

联想集团

联想式汉卡和联想计算机分别于1988年和1992年获得国家科技进步一等奖。1994年，联想公司在香港上市。这一年，中国工程院成立，倪光南当选为首批工程院院士。

不过，计算机软硬件技术一日千里，汉卡经过10年的繁荣已开始走下坡路，国外的电脑品牌大举侵入中国市场。联想要突破瓶颈，就必须寻找新的出路。

倪光南力主研发核心技术，希望以此抢占科技与市场的制高点。他提出“对标”英特尔，从设计入手做芯片。1994年，倪光南与复旦大学、长江计算机公司达成合资建立集成电路设计中心的意向。中科院和电子工业部甚至承诺由联想牵头，组织有实力的计算机企业一起参与，制定一个国家投资计划。

此前一直力挺倪光南的柳传志，这一次说了“不”。

如果说做科研最看重的是长板，可以不惜代价追求一个点上的突破，那么做企业就要不断地补短板，衡量标准是市场和企业自身的承载能力，倪光南和柳传志都是性格坚毅之人，互相不能说服对方。

柳传志担心芯片项目的投入和风险巨大，非联想的实力可以支撑，他希望先利用成本优势占领市场，再做技术开发。俩人之间的罅隙越来越大。1995年6月30日上午，联想集团总部六层会议室，200多名公司中层以上干部正襟危坐，气氛紧张。在这次会议上，联想董事会宣布解除倪光南的总工程师和董事职务。

1990年12月，联想执委会成员开会的照片 来源：中国企业家

随后，联想正在进展中的芯片和程控交换机等项目陆续中止。其中，在上海成立大规模集成电路设计中心一事几乎板上钉钉，香港报纸已经开始报道此事，联想在最后时刻刹了车。1996年，联想的发展战略从“技工贸”调整为“贸工技”（贸易、工厂、技术）。

用事后之明去评判联想当年的路线之争，对当事人无疑是不公平的。事实上，绝大多数中国的企业家当时都选择了联想的方式去面对市场。不少亲历者也指出，如果联想当年孤注一掷地扎进核心技术研发，这家企业能否挺过市场的寒冬也未可知。

不过，人们还是忍不住去想象，如果倪光南没有离开联想，或者如果联想在成长壮大之后投入更多资源到核心技术研发上，今天的联想和中国芯片产业又会是什么样的景象？

1999年，倪光南与联想脱离一切关系。此后倪光南将重启“中国芯”的希望寄托在方舟科技身上，为其找钱、找人、找资源。中国如果要立即研发高性能的计算机芯片，技术难度大；市场推广难度更大；如果转做嵌入式芯片加上Linux操作系统，难度则低了很多。倪光南于是为方舟设计了一条路线：用“自主芯片＋Linux操作系统”，替代“英特尔+微软的Wintel架构”，这样可以“抄近道”跳出西方巨头限定的框架，真正打下自己的“地基”。

在随后参加的科技系统的内部会议上，倪光南多次呼吁大力支持发展自主芯片和基础软件。倪光南坚定地认为：“科学家与社会结合的目的，一定要出于公心，不能抱有太多的私念，否则就丢掉了科学造福社会的本意。”

2001年4月，中国第一片自己设计的嵌入式芯片“方舟1号”问世。当年的媒体报道引用有关专家的评价指出，“方舟1号”的诞生是我国微电子与计算机领域的重大突破，它将结束中国信息产业无“芯”的历史。

形势一片大好，但危机的种子却已在此时埋下。依赖政府采购还是走纯市场化之路，方舟内部再次陷入纷争，最终，倪光南仍无奈退出。

历经联想和方舟的挫折后，倪光南没有再加入一家公司，但一直致力于推广国产操作系统、芯片、软件和文档格式国家标准等。直到“中兴事件”重新让人们想起这位执着于中国“芯”的老人。

倪光南说：“方舟没了，这当然是失败，但是对于所有参与方舟的人来说，是发展过程的一个阶梯，团队和技术通过这个过程成长了。”

直到出现“中兴事件”，中国IT界才感到缺少自主可控核心技术的锥心之痛。“芯片事件给人的教育挺大，比我们讲一百遍都有用。”倪光南说。没做成事之前，可能都会被当成唐吉诃德。在倪光南眼中，做中国芯片事业需要很长的过程，急功近利不一定有好结果。有时也不一定非要自己成功，我做一段，后面接力做，不要斤斤计较自己的得失。

倪光南表示，当前，中国芯片突围亟需跨越两座“大山”。第一座是关于制造方面的“大山”。在芯片制造领域，资金严重不足，很少有人愿意把资金投入这样一个人才稀缺、获利周期长、失败概率大的领域，就拿京东方来说，持续投入10年后才开始盈利。也正因为如此，我们芯片制造一直没有太大的起色，水平很低，只能称之为尝试，谈不上产业。

第二座是生态方面的“大山”。芯片和操作系统构成基础，是大量软硬件构成的体系；进而再发展，需要大量应用对体系进行支持。比较典型的例子便是苹果的IOS系统和谷歌的安卓系统。而生态方面的难点是，生态一旦形成，便很难被改变，强者越强，垄断地位难以撼动。简单来说，即使你有芯片，但如果没有生态，依旧没有长远的发展。

附：倪光南署名文章

因中兴被美国“封杀”，芯片产业受到中国人的高度关注。美国扼住了中兴产业链的咽喉，是不是就说明中国芯片产业技不如人呢？我认为这要分不同领域、不同场合去看，不可一概而论。

芯片差距不可一概而论

芯片分超级计算机应用、桌面应用、移动应用、工业应用及消费应用等不同场合。在高性能计算机领域，安装中国自主研发的“申威26010”众核处理器的“神威太湖之光”在全球超级计算机500强中排名第一。在移动领域，华为的“麒麟”也与高通基本旗鼓相当。但在台式机、笔记本电脑领域，中国与国外有3—5年的差距。国产CPU很多用28纳米，国外可能是7纳米或者10纳米，工艺也更先进。

但一些比较特殊的芯片领域过去没有引起足够的重视。与国外有差距，并不是因为我们真的做不出来。以往有一种流传很广的说法：造船不如买船，买船不如租船。在不考虑安全的情况下，一项技术如果自主研发可能需要比较长的周期，最快最便宜的办法是买现成的。然而我们过去在研制大型计算机时感受最深的是，真正的核心技术是买不来的。我们因地震勘探、天气预报等应用需要从国外购买大型计算机，国外公司要派人来看着，不允许用在别的地方。我们自主研发做到哪个水平，人家才会开放到哪个水平。较早地形成这种认识，是我国高性能计算机发展较好的原因之一。

从芯片产业来说，可以分为设计与制造两大部分。中国的设计水平还可以，最大的短板在制造。芯片制造接近于传统工业，涉及设备、材料、工艺、封装测试等一系列问题，需要长时间的投入和大量资金，没有几百亿元人民币可能都形成不了一条生产线。过去我们在芯片制造领域投入不够，要赶上发达国家可能需要10年左右的时间以及至少几千亿元人民币的连续投入。

中国网信技术整体处于可用阶段

任何事物的发展都有个过程。具体到网络信息技术领域，从用户体验来说，有个比较站得住脚的共同规律，是从不可用到可用，从可用到好用。我国在网信领域整体处于可用阶段。所谓可用，就是可以用，但性价比不够好，有些应用不能适应。并不是差到不可用，也没有好到好用。因此，顶层设计应该加大力度突破一些根本不可用的领域，进一步支持目前已经可用的领域，向好用方向发展，直至实现所有部分百分之百好用。

这个过程是比较难的，因而更需要坚守国产替代。目前已有替代做得较好的实例，比如某大型国有集团的信息系统有大约40000台计算机，其中28000台已经实现从硬件、软件到后台全部国产化。这说明国内产品已可用了。历史上在替代过程中，甚至曾有过这样的情况：平时准备两台计算机，领导来了用国产的，领导走了还用回进口的。进口的是会好用一些，但即便如此也要坚持以国内产品替代国外品牌。不替代就没有推广应用的机会，只有越用才能越好用。

从体系建设的角度看，芯片和操作系统构成基础，在它上面有大量软硬件构成一个体系，再发展大量应用形成对体系的支持，这就是一个生态。生态的发展不是一朝一夕的事，需要积累，特别是我们处于后来者的位置，而先到者已经实现垄断。微软在台式机领域的生态系统从1993年Windows 3.1应用推广开始算起，已经经历了25年时间。但在移动方面却没有成功形成自己的生态，被苹果和安卓挤掉。过去我们很多体系的生态支持不够，应该认识到，没有替代就建立不了自己的体系，把生态建设好需要加速替代过程。在这方面，政府的主导非常重要，一方面原因是用户已经非常熟悉现有产品，不愿承担替代成本，不愿意学习新东西;另一方面原因是垄断巨头的打压，比如早年在中国市场泛滥的盗版Windows操作系统，微软可能不清楚吗？实际上这是它们为打击国产操作系统起步采取的一个免费推销策略。

政府主导作用还应该体现在整合资源、避免内耗方面。目前我国以Liunx为基础研发操作系统的公司大概有七八家，每家不过几百名员工，都没有跟微软这样的巨头单挑的实力。2006年，原信产部、国家版权局、商务部、财政部曾下发通知要求计算机预装正版操作系统软件，希望给国产操作系统厂商一个机会。但由于缺乏协调统一，几家国产厂商打起价格战，最后竟出现零价格销售的乱象。

由此可见，在国产自主品牌的替代过程中，应发挥我国集中力量办大事的优势，由国家主导，社会跟上。涉及重大投资、大批科研人员参与、整个产业链配套的项目，不要形成好几个单位互不合作的局面。国家有责任出面把分散的力量整合起来，形成统一标准，在同一体系下与发达国家跨国公司竞争。北斗导航系统的成功证明了我们的制度优势，坦率地说，这种跨产业项目的自主研发难度高于芯片这类本产业内部的自主研发项目。中国赶超世界先进水平的条件已大大好于过去。如果芯片无法实现自主，可能是执行方面出了问题。2006年国务院公布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》中，将“核高基”（核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品）作为与载人航天、探月工程并列的16个重大科技专项之一，目的就是要在信息领域替代国外体系。如今12年过去了，有些“核高基”项目要自问是否不忘初心。据我所知，有些项目拿着国家拨款去做英特尔架构的推广。中央就推进国产自主有很好的顶层设计。执行部门和项目要按照线路图去做，不要走着走着就忘了。对走偏了的项目，有关部门要及时予以纠正。

网信安全更不能被“卡脖子”

中外芯片的差距，不是中兴事件的关键，关键是暴露出我们在网信领域自主可控的观念不够强，供应链存在风险，容易被人“卡脖子”。

但中兴事件还没有充分暴露出我们在网信安全方面的风险。在传统产业领域，一件产品的安全体现在使用寿命内不出现质量问题，本身产品的安全性是可预期的。而网信安全是不可预期的，黑客攻击、后门、失密这些风险在传统产品中不存在。“棱镜门”事件说明，核心技术受制于人，信息就可能被别人监控;乌克兰电网被黑、伊朗核电站受攻击事件说明，不掌握核心技术，国家安全就会被人“卡脖子”。网络信息产品必须实现自主可控、安全可靠或安全可信，这包含两个层面：一是网络信息产品和传统产品一样必须保证质量过关，二是产品要能防御网络攻击，保障信息安全，不至于泄露信息。

习近平主席在讲话中一再强调，核心技术靠化缘是要不来的。我们必须认识到，没有网络安全就没有国家安全，安全是发展的前提，发展是安全的保障，安全发展要同时推进。及早投入力量坚决突破，一劳永逸地掌握网络信息核心技术，决不能有侥幸心理。

7.4 胡伟武：核心技术要在试错中发展

与其他IT企业相比，龙芯最大的特点是什么？许多人会说，信仰。

在北京北五环外的龙芯新办公楼里，走廊的两面墙上随处可见毛泽东语录。早些年，胡伟武提出“用毛泽东思想武装龙芯课题组”，一度引来外界的惊诧和哂笑。课题组如今变成了公司，信仰依然故我。

一头花白的头发，胸口一直别着毛主席像章，胡伟武不管是谈起研发的经历，还是展望企业未来的方向，经常会信手拈来毛主席的一些著名论断。“这不是说着玩的，也不是为了宣传，而是要实实在在地指导我们的实践。”他说。

龙芯中科技术有限公司总裁胡伟武

在胡伟武眼中，信息产业打造自主可控的生态环境，要从做中国人自己的指令系统开始。“中国信息产业要起来，得靠我们自己。”

2002年8月10日清晨6点08分，胡伟武永远都记得这个时刻。“log in”（登录）的字样如约而至出现在装载了“龙芯1号”CPU的计算机屏幕上，他迫不及待地登录进去，用英文编写了第一个文件，其中一段的大意是“龙芯1号”结束了中国的无“芯”史。

胡伟武和龙芯都脱胎于中科院计算所。1999年底，李国杰回到计算所任所长，此时的计算所刚经历了一轮不算理想的企业化改革。李国杰临危受命，要重新调整研发方向。他评估，如果再错失5年，中国“芯”或许就没有机会了。

在申请不到任何经费的情况下，李国杰拿出计算所当年的所有创新经费1000万元，设立了通用CPU项目。

胡伟武此时已经在计算所工作了6年。他被派回母校中国科学技术大学招生，顺便回了一趟学生时代待过的实验室。满桌的芯片、电容、电阻、电烙铁让他睹物伤情，当年的抱负和情怀重返心头——

1986年6月，品学兼优的胡伟武在浙江永康县第一中学学习期间入党，一位老师给他寄语：“入党就是为了吃亏。”这句话让他一直铭记。

3个月后，他以县高考状元的身份进入中国科技大学。最好的教授来上基础课，早早地进入各种实验室做成果，让他感觉5年里没有虚度过一个小时。科大的校歌《永恒的东风》——“迎接着永恒的东风，把红旗高举起来，插上科学的高峰！科学的高峰在不断创造，高峰要高到无穷，红旗要红过九重……”，更是时时吟唱在胡伟武的心中。

回到计算所，胡伟武想到了所里正在筹备的CPU设计项目，立刻就给项目负责人唐志敏打电话。电话里，胡伟武冲动地说，一两年内如果不把通用操作系统做起来，便提头来见。

“军令状”既已立下，龙芯的“长征”就此开始。刚成立的课题组可谓寒酸，只有一间五六十平方米的实验室，人员老的老、少的少，全部经费由计算所和中科院筹集。

胡伟武坚信，“星星之火，可以燎原。‘土八路’也能造CPU。”

龙芯1号研制成功的消息公布后，胡伟武收到一封邮件，是浙江杭州一名退休工人发来的。邮件里说，在报纸上看到龙芯出来了，很高兴，“我是个退休工人，工资也不高，但是请你给我一个你的银行账号，我要给你们捐1000块钱”。

北京市海淀区中关村环保科技示范园龙芯产业园

2002年“龙芯1号”出现时，如果问胡伟武的期待是什么，他的回答一定与他身边踌躇满志的科研人员一样：建立中国自己的Wintel体系——英特尔的芯片，加上微软的操作系统软件，基本主导并垄断了个人电脑行业30多年的发展。

这个美好的愿望，至今还没有实现。万众期待的中国“芯”没有很快出现在中国人使用过的亿万台电脑中；曾经与龙芯并肩的伙伴，甚至有的已经被历史的大潮吞没。

经历了项目初期探索的瓶颈和诸多挫折，胡伟武的角色从科研人员向企业经营者转换。他的心态从天上落到了地上，有了一个更为沉稳的走向。在今天的胡伟武看来，原来那个良好的愿望实际上是“科技界浮躁心态”的体现，多少有些不切实际。

胡伟武列举龙芯过去10多年走过的3个岔路：

1.市场化道路还是学院派道路？龙芯坚持了企业主体，作别学院派，上百名技术骨干从体制内辞职。

2. 自主研发还是引进技术？龙芯坚持核心技术要自己掌握，而不是靠引进，难的是长期坚持，复杂系统要在产业化实践中不断演进。

3. 建生态还是做产品？龙芯坚持生态建设，建立“三分天下有其一”的自主软硬件生态。难的是精益求精。

他还举例，iPad用的CPU性能比英特尔桌面电脑CPU性能至少差一个数量级，但因为苹果公司坚持建立自主的软硬件体系，所以iPad的用户体验比桌面电脑要好。同时，虽然俄罗斯的CPU技术远远不如中国，但因为其坚持自成体系，一些信息化武器装备水平仍能超过中国。

该如何建立自主可控的信息产业体系？在胡伟武看来，小公司也可以做出大贡献，关键是坚持。要想建立自主可控的信息产业体系，一要建立自主可控的技术平台，二要结合具体应用建立技术和产业根据地，三要建立有威慑力的知识产权体系。

作为一大竞争壁垒，生态系统一旦建立，其他后来者就很难跨越。如果非要重建一个生态体系，在胡伟武看来，就一定要有打持久战的准备；而在打持久战之前，要先建立几个根据地作为基础。

这是他对自己和龙芯的期许。

附：胡伟武访谈录

核心技术是最大的“命门”

记者：关于发展路径选择的争论与中国“芯”如影随形，是自主研发还是紧随国际巨头之后，一直争论不断，您对自主性的发展方向是否产生过动摇？

胡伟武：对自主研发通用CPU的争论来自我们对美国等IT产业巨头的忌惮和对自己缺乏信心。但自主研发的方向是不可动摇的，因为互联网核心技术是我们最大的“命门”，核心技术受制于人是我们最大的隐患。

西方发达国家在高技术产品方面对待中国的策略：对于中国还没有能力自己设计生产的涉及国家安全（尤其是国防安全）的高技术产品进行严格禁运；一旦中国拥有某种高技术产品的核心技术，则采用政治、商业的各种手段防止中国使用该技术形成产业。

一方面，对于核心技术的输出，发达国家以及跨国公司一般采用非常严厉的管制措施，要么封锁，要么开出高价。另一方面，如果没有自主研发的实践，我们就难以消化吸收购买来的技术，结果是不断引进，不断购买升级，而自己永远形成不了创新能力，永远受制于人。

记者：虽然在芯片技术上我们和发达国家还有很大差距，但有一种流行的观点是我们可以用市场来换技术，这样做的风险小，还能实现双赢。您怎么看？

胡伟武：事实上，在一些产业领域，市场换技术的实际结果是我们丢掉了市场却没有换来技术，更为严重的是在市场换技术的过程中，我们丧失了自主创新的能力。

以前经常有人问我，美国AMD半导体公司已经向中国转让了X86处理器的设计技术，我们是否还有必要进行自主处理器的研发？实际上，一个更深层次的答案是，技术本身并不能代替开发、设计这些技术的能力，转让技术并不意味着转让能力。无论引进技术和引进外资对于经济发展多么重要，都代替不了自主开发对于技术学习的关键作用。美国通用汽车公司的CEO曾经对中方说，我们得到利润，你们得到GDP，大家各得其所。即使我们满足于用8亿件衬衫换一架飞机的产业位置并乐此不疲，美国政府仍不断在贸易和汇率政策上向中国施压，要中国政府做出更大的让步。

我们可以看到三个不同层次的概念：一是高技术产品；二是高技术产品所依赖的技术；三是设计和开发这些技术所需要的能力。高技术产品虽然就其形态来说可以按照价值规律进行市场交易，但一方面，高技术产品的利润主要在拥有其核心技术和知识产权的企业手中；另一方面，对于一些涉及国家安全的高技术产品，西方国家对我国实行严格的禁运。

例如，由于我国信息领域的核心技术基本上受制于人，导致本应以高附加值为特征的信息产业往往只有2%～3%的利润；由于缺乏核心技术，我国企业不得不将国产手机售价的20%、计算机售价的30%、数控机床售价的20%～40%支付给国外专利持有者；中国加工的芭比娃娃零售单价20美元，但中国的生产者只能获得其中的35美分。

建立自主生态是唯一出路

记者：为什么说“中国芯”一定要走建立生态体系这条路？

胡伟武：一个例子是，虽然全球计算机的80%左右在中国大陆生产，但2011年我国IT产业前100强的利润总和刚好相当于美国苹果公司的40%。在手持终端领域，我国有联想、中兴、华为、小米等多家手机企业进入世界前十，但2012年苹果和三星两家企业占了手持终端利润的97%。

尤其值得指出的是，2012年我国包括海思、瑞芯微在内的集成电路企业手持终端芯片的出货量达到了上亿片。人们常说，我国计算机产业受制于人主要是没有自主的CPU芯片和操作系统，那为什么我国手持终端芯片出货上亿片了，我国的手持终端产业还是受制于人呢？结论就是：任何一个技术或产品都不是目的，主导产业体系才是目的。我国应充分发挥市场和体制的优势，抓住当前IT产业多极化发展的机遇，争取在IT产业的多极世界中形成既开放又竞争的一极，而不是成为其他极的参与者。

记者：中国如何打造自主IT生态体系？中国“芯”如何形成世界IT产业的第三极？

胡伟武：如果说传统的Wintel和AA平台主要用来方便人们的生活和工作，那么工业互联网平台则主要用来提高生产效率。目前，工控系统越来越复杂，而且不同的工控系统间互相孤立，有点像功能手机时代，需要一个平台化的工控IT技术平台。未来5—10年，完全有可能出现新的CPU+操作系统平台。在该平台上实现“高铁APP”就是高铁控制系统，在该平台上实现“发电APP”就是发电机组的控制系统，在该平台上实现“坦克APP”就是坦克控制系统，等等。如果说在智能终端平台的基础上可以通过各类APP应用实现“软件即服务”，那么在智能工控平台的基础上可以通过各类APP应用实现“软件即制造”。

中国是制造业大国，如果没有自己的面向“中国制造2025”的工业互联网平台，未来国外的“工业4.0”及“智能工业”设备都会卖到中国来。我们有体制和市场的优势，完全可以基于自主软硬件打造出面向“中国制造2025”的工业互联网平台。

另一种思路是，融合桌面和手持终端功能的智能终端生态体系。如果说上述工业互联网生态是“开拓疆域”的话，那么智能终端生态体系就是“收复失地”。虽然有很多观点认为，Wintel过时了，Android也成熟了，我们的机会不大了，但有些失地必须收复，否则产业发展和国家安全没有立足之地。我国至少要发展面向党政军、金融、能源、电信等涉及国家安全和国民经济安全的自主智能终端基础软硬件平台。可以基于Linux，适度融合Windows和Android的部分功能，研制瘦身型操作系统。目前包括Windows和Linux在内的通用型操作系统具有很高的冗余度，本质上是不同利益群体为了自己的利益强加进去的。我们完全可以通过适当的规范，消除通用操作系统的大量冗余，基于Linux，研制出高效的集约型智能终端操作系统来。

路是要靠自己走的，不能总靠送

记者：国家提倡对民族自主创新产业要“扶上马，送一程”，龙芯应该说是“扶上马，送一程”的典型代表。从“扶”和“送”到办企业闯市场，您有哪些深刻体会？

胡伟武：“扶上马”是对研发的支持，因为高科技产业需要技术的积累；“送一程”就是送到市场上去。我们CPU的发展从最初的“863”项目支撑，到核高基转向，可以说完成了技术指标，没有完成产业化指标。然后政府开始把支持的重心转向“用”，是对市场化初期的支持。

但是路是要靠自己走的，不能总靠送。政府是送一程，而不是送终身。企业要在这个过程中长出能力来，包括技术能力、市场能力和管理能力。

后来我们开始办企业，体会最深刻的是，刚开始觉得客户太难伺候了——龙芯这样的企业申请一个国家项目，要一两千万元还是没问题的，但是到客户那儿，五万十万元都很难要；从2014年开始，这种感觉变了。只要我们把产品做好了，客户真给你钱，没二话，甚至有时候我们觉得是卖方市场。所以后来心态就变了，现在喜欢跟客户打交道。

记者：龙芯作为芯片领域的“国家队”，从启动研发到现在，其发展离不开国家的支持，也因此受到各方的关注，当然也有质疑和批评。您如何看待这种质疑和批评？

胡伟武：的确，中科院计算所使龙芯具有可持续发展的基础。作为“国家队”，计算所一方面可以源源不断地为龙芯提供人才和核心技术储备，另一方面为龙芯产业化的发展提供了大后方。但政府只能支持龙芯的研发及产业化的“扶上马，送一程”的工作，龙芯最后的成功必须靠市场行为来鉴定。

事实上，从刚开始研制龙芯时，龙芯就接连面对着三大问题以及围绕这些问题展开的批评。

问题一，中国要不要研制通用CPU。

在“十五”计划初期，比较主流的观点是我国应以研制专用的嵌入式处理器为主，不要研制高性能通用处理器。

问题二，中国有没有能力研制通用CPU。

高性能处理器是所有芯片中最核心也是最难设计的芯片，事实上，我们设计的龙芯系列处理器在国际上引起了很大反响。2005年7月，美国著名市场分析公司In-stat在权威刊物《微处理器报告》上发表文章，提到“中国已经有设计世界一流处理器的能力……龙芯2号的设计说明中国人正准备生产不亚于世界上任何其他厂家的处理器”。世界著名半导体厂家意法半导体公司购买了龙芯2E/2F的生产和销售授权，开创了我国计算机核心技术对外授权的先例。

问题三，龙芯能不能卖出去。

近两年来，龙芯公司的业务良性增长，连续两年增长率超过50%。2015年销售收入突破亿元并实现盈利。2014年以前，龙芯CPU的客户主要是体制内企业；2015年以来，越来越多的体制外企业成为龙芯的客户，龙芯在非国家安全类市场2014年和2015年的销售收入翻番增长说明了这一点。

除了来自国内的质疑，在2001年我们刚开始做CPU时，国外CPU垄断企业也很瞧不起我们，揶揄说，“中国人自主研发CPU是好事，中国又为我们培养了一批人才”。经过10多年的发展，他们的说法也变了，说你们不用自己干，我可以把源代码给你，还是跟我干吧。现在国外垄断企业给代码也好，给设计流程也好，都是为了消灭自主软硬件的力量对他们的威胁，继续占领中国市场。我们必须认清这一点，并坚持自主研发的道路。

7.5 中国“芯”在全球化下的供应链安全

中兴事件之后，业界专家反思不断，为中国“芯”的未来突破出谋划策。

中国计算机学会数次举办研讨会，组织专家共同探讨中国“芯”何去何从。其中，在一场以“中国半导体产业困境与解决之道”为主题的中国计算机学会青年计算机科技论坛（CCF YOCSEF）上，来自科研院所、高校、企业、投资界的相关人士围绕中国“芯”当下面临的问题与挑战展开了深入讨论。

中兴事件：该怎么看？

清华大学信息科学技术国家实验室 CPU 中心主任汪东升：

中兴事件暴露的问题主要是核心技术和源头技术创新不够。中国半导体产业就像中国足球，和国际先进企业相比还存在很大差距，整个半导体产业链中国没有话语权。国家层面应该有总体规划，加大对基础研究和科研人才的投入，不应妄自菲薄，但是也不能夜郎自大。

中科院计算所研究员韩银和：

中兴事件暴露出了我国虽然整机和应用产业发展迅猛，但信息产业的基础设施技术缺乏，特别是芯片产业。应加强对半导体芯片基础研究的支持，同时，对企业的支持机制需要重新审视。依赖国家项目诞生了很多完全靠国家项目“输血”的寄生企业，国家投入不集中导致有限资源无序竞争。此外，人才培养也很关键，芯片领域的研究产出有其自身的特点，应重视差异性。

中国“芯”发展：靠政策还是靠市场?

中科院计算所研究员韩银和：

纯靠国家投入搞芯片产业不行，但纯靠市场机制也救不了我们的芯片产业，从历史上看，从1956年开始，我国启动了多项半导体产业工程，尝试了多种方式，但都没有特别成功。到2000年后有一个很响亮的声音，觉得芯片本身就是一个市场产业，不如就把这个产业交给市场，国家少管，说不定就发展起来了。10多年后再看，我国互联网产业有了蓬勃发展，但芯片产业没有达到大家的预期。

纯靠市场机制不行，为什么？芯片与很多产品不同，它具有周期特别长、投资特别大的特点。从一个概念到产品成型，最快需要一两年，再经过几次试错迭代，一般两三年就过去了。而芯片企业的初始融资基本在500万美元以上，芯片巨头每年的研发费用以数亿美元计算，生产线则以数十亿美元计算。以如此大的投资、经过如此长的周期之后，芯片技术却有可能快速更新，导致“投产即落伍”，因此风险也特别大。这些特点导致大多数投资者不敢进入这一产业。

中国半导体行业协会副秘书长王世江：

政府介入进来，是因为市场失灵。

中国“芯”起步很早，但因为种种原因，错过了20世纪60年代至80年代的芯片黄金发展期。等到我们真正起步要追赶的时候，“山头”没有了，市场已经被占据了。芯片行业有句话：第一名吃肉，第二名喝汤，第三名就要半死不活。在这种高度垄断的行业内落后之后，就会导致后发追赶非常困难。

如果纯粹按照经济学的角度，人家已经跑到前面，我们就不要干了，买就可以了。但关键是我们要干，我们又落后，这时候市场是失灵的，所以至少在传统的芯片市场中还是需要一些政策引导。

但一定要认识到，芯片是一个高度国际化和高度市场化的行业，芯片发展史已经证明，芯片巨头都是通过激烈的竞争，才能不断将产品推陈出新，才取得今天的位置。在一些新兴的芯片领域，还没有形成寡头垄断，市场还能正常发挥作用，那么政府就没必要介入太多，应当让资本充分发挥作用。很多做得好的企业，不需要政府的钱。

集成电路基金投资人程振林：

说起市场，不是说全交给竞争，而是按照市场化的思维来办事。

现在我们的问题不是政策不到位，是市场化不到位，政府还得再往后退。不仅在芯片领域，在许多科技创新领域，政府都应再往后退。除了基础研究以外，只要是跟产品产业化相关的，都应该用市场化的思维来解决问题。就跟现在做基金一样，激励机制、考核机制、资金循环使用机制、项目遴选机制等等都往市场化方向靠。

“市场换技术”是否可行?

中国半导体行业协会副秘书长王世江：

以市场换技术有很多好处，通过市场引进更多的企业到中国来建厂，只要工厂进来，就得招人、培养人，原材料厂商也相应引进，这样可以形成产业集聚效应，配套设施会不断完善。形成产业集聚以后，设备和材料国产化可以降低成本，和国外的企业相比可以形成竞争优势。当然，技术也不能全部依赖于外部市场。

集成电路基金投资人程振林：

市场是商业行为，而技术不是纯商业。如果能力没有提升，每次得到的只是拷贝，无法获取高新技术。

他山之石：日韩及中国台湾地区发展半导体的经验哪些可借鉴？

芯片工程师赵志新：

中国台湾地区半导体产业的发展的首先得益于政策和人才引入。其中最著名的当属台积电创办人张忠谋，他本来是德州仪器半导体方面的高级主管，在美国已经是业界举足轻重的人物。回到台湾之后，他通过自己的人脉和经验将台积电建立和扩大。所以人才引入是核心。

同时，台积电的发展也依赖周边产业的发展，包括设备的供应，比如光刻机、测试设备、晶圆供应商等一系列上游供应，以及芯片公司和代工工厂等一系列产业链的相互促进。

市场运作是一条捷径，但是这条捷径会遭到其他国家的封堵。目前国内资本还没有真正成功收购一个大型晶圆厂，而且，真正的技术核心并不容易转让，所以我们需要有自己的研发。只有自己的研发强大了，才能有真正的技术转让。

中科院计算所研究员韩银和：

当年日本振兴半导体的时候有几个背景。其一是赶上了半导体行业，特别是存储器市场的风口。其二是日本出台了官民合作的政策，国家专门成立研究机构，选定了存储芯片作为主攻方向；技术研究出来以后，全部转化给了投资联盟的企业，企业以此推出自己更高阶的产品并逐渐迭代，使得日本在存储芯片领域完成了技术赶超。

未来产业政策何去何从？

中国半导体行业协会副秘书长王世江：

当前，中美贸易纠纷和中兴事件等再次暴露出我国集成电路的短板问题，未来产业政策何去何从，需要给予重点关注。最关键的一点是要保持政策的稳定性和延续性，其次是保持政策落实到位。过去的产业政策大部分集中在设计与制造环节，以后应在设备材料等各个环节予以支持。

着眼未来，还有很重要一点是应用领域。我们已经解决了中国“芯”从无到有的问题，但从能用到好用，或者说解决性价比的问题，未来非常关键。

中科院计算所研究员韩银和：

授人以鱼不如授人以渔。国家在政府采购的时候，应该向自主可控产品倾斜。

将产业安全作为一项重要的公共政策。对一些关键性行业，加以系统化的管理。

国家加大对基础研究的投入。国家的科研经费应有比例地增多对高校、研究机构的基础研究的支持。在这方面，美国的做法是“给两端”，要么投向基础研究，要么补贴市场，很少把经费给企业。

国家经费应有退出机制。应当经过优胜劣汰，让已经显现出较好态势的企业进一步壮大起来，而非再投向新企业，导致“群雄逐鹿”，谁都不突出。

加大人才培养的力度。芯片产业的发展需要人才，有数据统计，我国芯片产业总共需要70万人才，而现在的供给只有30万～40万人才。芯片行业人才的特点是培养周期比较长，需要有更多对微电子学院、微电子学科的投入，才能培养出符合市场需要的人才。

附：如何面对芯片“卡脖子”

2018年4月16日，在中国信息技术和产业的发展史上，注定是一个特殊的日子。是日晚，美国商务部发布公告，禁止美国公司向中兴通讯出口电信零部件产品，期限为7年，禁售范围包括零部件、软件和技术。倘若禁令生效，那么严重依赖美国芯片和基础软件的中兴公司，将彻底陷入“休克”境地。我国高新技术企业在关键器件和基础软件平台方面被西方国家“卡脖子”的问题暴露无遗。“中兴事件”也因此成了中国信息产业界尤其是半导体和基础软件行业不得不面对的一个重大事件。

中国计算机学会

中国计算机学会作为该领域全国性的专业学会，有义务和责任通过理性的思考，对“中兴事件”提出科学的见解、给出专业的建议。秉持理性、科学、专业的态度，中国计算机学会（China Computer Federation，CCF）对“中兴事件”的本质、中国芯片和基础软件产业的生态构建，以及应当采取的措施等问题进行了深入的讨论和分析。

“中兴事件”的本质：全球化与供应链安全

全球化语境下的供应链安全是“中兴事件”所暴露问题的本质。在经济全球化的带动下，电子信息通信等高端制造业形成了全球化的供应链布局。中、美及欧洲国家和地区在全球产业链条上互相深度嵌入，形成了你中有我、我中有你的分工协作局面。在这个过程中中国既是贡献者，也是受益者。因此，全球化产业分工是“中兴事件”的一个基本语境。

在全球化产业分工的过程中，竞争与协作是并存的。我们需要清醒地看到，中国企业长期处在国际产业分工链条上的中低端位置。欧美等主要发达国家通过对核心技术和关键产品的垄断，牢牢掌握了对全球高新技术产业供应链的主导权。美国商务部一纸禁令，就能够使他国的高新技术企业陷入“休克”，背后依托的就是这种主导权。在传统观念上，我们会认为全球化意味着各经济体在供应链上的互相依赖，这种依赖性可以确保相互的供应链安全。但是“中兴事件”告诉我们，发达国家凭借自身技术的不可替代性，能够对他国企业的供应链进行“精准打击”。供应链上的互相依赖并不意味着供应链的安全。

那么，如何对这种供应链“精准打击”进行有效的防御呢？我们认为应当从如下几个角度进行布局。

第一，要在全球化语境下来布局中国集成电路和基础软件产业。在产业发展的路径上，中国仍然要坚持开放的政策，不能与国际供应链体系割裂，搞一套自给自足的产业链。要反对“不惜一切代价”这种违反市场规律的提法。要想在全球化语境下保证核心产业的供应链安全，我们就必须遵守国际市场的游戏规则，并积极参与规则的制定。在参与国际竞争的过程中获得话语权和反制能力，是全球化语境下保护供应链安全的根本出路。近几年中国的国际专利授权数量明显提升，大型企业积极参与国际标准的制定，这些都是在正确道路上的正确做法，尽管效果不一定是立竿见影的，但是应当予以支持和坚持。

第二，政府和企业都要建立供应链安全意识。“中兴事件”不是一个孤立的事件，其他行业和领域也可能存在类似的潜在危机。面对这种情况我们要未雨绸缪，尽快建立供应链安全管理机制。供应链安全政策的制定应尽早提到议事日程。企业要成立专门的部门检查自身供应链中存在的薄弱环节，对于供货来源单一的元器件，要尽早自主研发。与此同时，政府要做好顶层设计，建立整个产业的供应链安全清单，对薄弱环节加大政策和资金投入，合理引导。在这个过程中，政府要站在全行业的角度做好顶层设计，企业要有内生动力、发挥主体作用。

第三，中国作为后发新兴国家，要在增量和自身的优势上下功夫。作为后发国家，要打破先发国家的技术垄断，从来都是非常困难的。尤其是在芯片和基础软件等领域，即便是美国本土的企业也难以动摇英特尔、微软等巨头的垄断地位。ARM、安卓等新兴平台无不是抓住了新一波的移动计算浪潮才打破了X86和Windows一统天下的格局。汲取这样的经验，中国应当充分发挥自身的优势，在新兴产业和垂直领域实现芯片与平台技术的突破。例如，在人工智能芯片等新兴领域，要力争在垄断巨头尚未形成的时候与国外企业开展同一起跑线上的竞争，寒武纪、地平线等智能芯片独角兽企业就是这样的例子。在我国自身具有优势的垂直领域，则应充分利用中国自身的产业规模和市场规模优势，以长板补短板。阿里巴巴、小米等互联网公司正在开展针对自身垂直业务的平台与芯片研发，就是这种类型的例子。在新兴领域和优势领域打破国际巨头的技术垄断，乃至形成反制能力，是全球化语境下保护我国高新技术产业供应链安全的一条重要出路。政府对于这样的发展势头应当予以鼓励、引导和支持。

全球化和自力更生看似一对矛盾，实则是同一个事物的两个方面。脱离了全球化，形成闭门造车乃至闭关锁国的产业思维，自力更生就很难取得实质性的突破。而对一个行业来说，如果没有自力更生，只要关键部件的核心技术掌握在他人手中，就无法保证自己的产业链安全，类似的事件就可能再次发生。我们的政府和企业要学会在全球化和自力更生之间平衡布局，利用全球化的资源为我国的自力更生提供市场和技术，同时通过全球化将我们自力更生的成果进行全球投放，实现自主创新红利的放大效应。

解决问题的根本：构建健康的行业生态

芯片和基础软件涵盖科学研究、技术研发、工艺流程、应用推广和人才培养的方方面面，各个环节相互支撑，因此需要构建健康的行业生态。孤立地从某一方面入手，都无法从根本上改变当前受制于人的局面。那么，我国当前的芯片和基础软件行业生态都存在哪些问题？我们应当建立什么样的产业政策、人才机制和行业导向？

第一，国家要有正确的政策导向和合理的顶层设计。在过去一个阶段中，我国在芯片和基础软件领域缺乏长远的宏观战略规划，产业政策更关注短期行为，这种政策导向反映到行业上，就表现为急功近利和浮躁的行业文化。在科技创新项目的投入和管理方面缺乏顶层设计，没有构建起支撑产业整体发展的四梁八柱，政府部门之间缺乏统筹协调和管理机制，存在多头指挥、项目重立项轻监督、重启动轻验收等问题。另外，由于对知识产权保护不够重视，整个行业都不注重基础研究和核心技术研发，依靠拿来主义甚至剽窃，这实际上抑制了行业内科学家和企业家的创新热情。这些问题，都要靠建立持续、稳定、有远见的产业发展政策来予以解决。

第二，要构建基础研究和人才培养的良好土壤。事实上，中国在芯片和基础软件领域的科研投入并不晚，也不少，但是始终没有达到理想的效果，这在很大程度上是因为对基础研究和人才培养的投入比例太少。很长一段时间里，由于缺乏国家项目的支持，很多高等院校在芯片等领域的基础研究和人才培养主要依靠外企的项目支撑，那么技术和人才的流失就不可避免。在学术评价上，芯片这样的学科与其他兄弟学科有很大的不同，我们应该有不一样的评价标准和体系。如果不能够给该领域的人才一个公正的评价，就不能在该领域留住优秀的人才、打造有竞争力的团队，那么谈何创新？谈何核心技术？谈何话语权？谈何产业安全？

第三，要提倡工业界和学术界的紧密结合。芯片和基础软件的科技创新有其自身的规律，其中的一个重要规律就是创新成果需要与之匹配的工业基础做支撑。如果没有工业基础作支撑，创新成果就不会有市场竞争力。如果总是寄希望于“弯道超车”式的单点技术突破，而忽视了整个产业链上各环节技术进步的配合，那么我们的创新就会失去土壤，健康的行业生态也就无从谈起。因此，需要大力提倡工业界和学术界的紧密结合，在政策引导、人才评价、资金投入等方面，也都要考虑芯片和基础软件行业科技创新的独特规律。

第四，要更加重视开源社区发挥的作用。在操作系统等基础软件平台领域，开源软件和开源社区扮演着非常重要的角色。但是我国的行业习惯对于开源的认可度很低。一方面，企业不愿意开源，担心自己的核心技术开源后被竞争对手利用；另一方面，即使用了开源软件也不愿意承认，怕被别人说自己没有核心技术。实际上这两种观点都是错误的，开源社区是产业生态的重要组成部分，贡献开源和将开源软件产品化都是创新工作的一部分。专家呼吁鼓励企业开源、推动科研项目开源、切实提升开源的地位，企业要学会通过主导开源社区来调动全球的创新资源为自身的平台服务。

CCF的建议

CCF因此提出以下4点建议。

1.制定芯片和平台发展的中长期规划，制定具有全局性、战略性、前瞻性的行业发展战略。规划的制定应遵循科学和可行这两个核心，产业生态的安全和不被“卡脖子”是规划实施的最基本目标。

2.建立科学、技术、产业和人才的健康生态，尤其重视其中的人才培养和队伍建设。推动学术界和工业界的结合。项目投资避免多头管理，应明晰项目责任人，实行追责制。

3.将供应链安全提上议事日程，政府应当从整个产业的角度谋划供应链安全，指导企业建立对自身供应链安全的评估机制。

4.科学使用“看得见的手”，要利用政府采购和减免税加大对高技术产业的实质支持。同时用好“看不见的手”，在垂直领域整合优势和劣势行业，通过优势行业的需求带动劣势技术的发展，以长板补短板。

中国计算机学会公共政策委员会 执笔：

熊璋（CCF公共政策委员会主任、北京航空航天大学教授）

王静远（北京航空航天大学副教授）

7.6 创“芯”是接力赛

近20年来，被“卡脖子”的气息从未如此之近。

美国不仅在贸易税上给中国以重压，更重要的是在技术上封锁中国。这也从侧面反映出掌握芯片研发与制造这样的核心技术是多么举足轻重。

贸易摩擦、“中兴事件”、封堵华为，2018年注定在历史的进程中标注了特别的意义。

连续3个月的时间里，我们一路追寻、探究答案：不是简单的贸易逆差和企业不讲诚信，不仅是逼中国开放市场，也不是中国过于“张扬”刺激了美国……那么，这轮贸易战问题的本质究竟是什么？在这一背景下，我们该如何识变、应变、求变？

我们向学界、产业界的资深人士求教。徐匡迪，知名的战略科学家，此前鲜有谈及对芯片的见解。倪光南、李国杰、胡伟武，不仅是芯片的研究者，也缔造过中国“芯”的传奇。我们还向经济学家求教，向历史学家求教。求教正是为了求解。

如学者所言，这轮贸易战，本质上是技术与市场的博弈。美国是矛、是进攻方；中国是盾、是防御方。但最终技术必须卖给市场才可获取高额利润并继续发展技术，失去市场，技术之花必定枯萎。市场可以培育技术、发展技术、换取技术、创造技术。

装备制造业的芯片，相当于人的心脏。心脏不强，体量再大也不算强。一旦在核心技术上依赖别人，就容易遭受“断供”之痛，陷入“卡脖子”的困境，“缺芯少魂”就会不堪一击。即便在经济全球化的背景下，核心技术如“定海神针”，也不可能“伸手即来”。

我们尝试过“以买代造”，尝试过“市场换技术”，尝试过借用资本的力量吸收消化核心技术。有成功，也有失败。

我们学习过美国的市场竞争，学习过日本的产业引导，学习过韩国的资本扶持。有成功，也有失败。

经验从过去而来，经验从他者而来，经验从成功和失败中而来。

今天，我们已经度过了“饥荒时期”，有些领域也走到了行业前头。经过多年的摸爬滚打，吃了不少苦头，中国企业越来越明白一个道理：核心技术是求不到、买不来的，化缘是化不来的，要靠自己拼搏。

长期以来，我们缺“芯”少“魂”，发达国家对中国集成电路产业的发展严加遏制。由于中国自主研发的安全可靠的芯片和软件技术水平落后，无法大规模使用，各行各业的计算机系统和中国人的手机，大多在“裸奔”。“命门”失守，安全隐患十分严重。要丢掉幻想，自主创新。芯片急是急不来的，我们还是要踏踏实实，不能泡沫式地追赶。在这些问题上，我们要有更高眼光的战略规划。

躺在实验室里的“中国芯”，会有多少生命力？真正产业化才有国际竞争力！

芯片60年的历史，是一部市场牵引和技术推动的发展史。政策在完善，资本在汇集，人才继续培养，活力继续释放，越来越多的空白已经被填补，越来越多的梗阻正在被打通。“大厦之成，非一木之材也；大海之阔，非一流之归也。”芯片创新的机遇期来了，关键看如何去拥抱。科技创新，最核心的是人，哪怕错过一个领域的发展，只要有人才，追赶也会来得及。中国要建设成世界科技强国，意味着世界上至少有1/3的重要技术都要由中国提供、华为这样的创新公司应超过50个……

20世纪末斯坦福大学的一项统计表明，在美国技术创新的动力源中，科技推动占22%，市场需求拉动占47%，生产需求拉动占31%。这说明需求拉动是技术创新的动力。现在的科技成果越来越多，如果没有转化应用，就意味着巨大的浪费。但从技术研发到转化为产品和服务，并获得市场的认可，往往要经历几番“阵痛”。

华为总裁任正非曾说过，沙漠里是不能种郁金香的，但是改造完的沙漠土壤是可以种植的。库布其、塞罕坝，以及以色列的沙漠地区，不也是遍地绿茵吗？当年，华为是急着解决饭碗问题，顾不及科学家的长远目标。不同时期有不同的指导思想。我们要长远一点看未来，我们不仅需要工程商人、职员、操作类员工，更需要科学家、企业家、思想家。

随着新一轮科技革命和产业变革的孕育兴起，一些重要的科学问题和关键核心技术不断被突破，产业更新迭代的加快，对全球经济结构和竞争格局产生重大影响。得益于“集中力量办大事”的制度优势、改革开放40年的综合实力优势，以及新中国成立近70年来累积的人才优势，加之广袤的国土和开阔的市场，中国有底气在新一轮科技变革中挺立潮头。

这些年我国的科技进步有目共睹，这是多年艰苦奋斗的结果。但也要看到，工业母机、高端芯片、基础软硬件……一些制约我国科技发展的瓶颈问题仍然突出，关键核心技术受制于人的局面没有得到根本性改变。

新形势下，我们既面临千载难逢的历史机遇，又面临差距可能被拉大的严峻攻坚战，因此必须形成一种突破核心技术短板的新机制。

“核心技术是国之重器”。对于核心技术，中国领导人念兹在兹。

党的十八大以来，习近平总书记在多个场合强调科技创新的重要性，强调“核心技术受制于人是我们最大的隐患”。他以“在别人的墙基上砌房子，再大再漂亮也可能经不起风雨”为喻，将发展核心技术的重要性讲得一针见血。

在2018年4月20日至21日召开的全国网络安全和信息化工作会议上，习近平总书记指出：“要下定决心、保持恒心、找准重心，加速推动信息领域核心技术突破。”

4月24日，在三峡大坝，面对工程技术人员，习近平总书记再次提起：“大国重器必须掌握在自己手里。”

4月26日，习近平总书记来到武汉调研考察时又一次强调：“核心技术、关键技术、国之重器必须立足于自身。”“要摒弃幻想，靠自己。”“具有自主知识产权的核心技术，是企业的‘命门’所在。”

5月2日，在与北京大学师生座谈时，习近平总书记再次指出，大学要瞄准世界科技前沿，加强对关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术的攻关创新。7月13日，中央财经委员会第二次会议上强调，要充分发挥社会主义市场经济的独特作用，充分发挥我国社会主义制度的优势，充分发挥科学家和企业家的创新主体作用，形成关键核心技术攻坚体制……

如此密集强调核心技术是“国之重器”，习近平总书记把问题之脉，谋破解之策，为创新加油鼓劲。

一个国家创新发展的道路是漫长的，但紧要处往往只有几步。

纵观当今世界，无论是文明进步、发展模式、世界格局还是科技创新，都处在重大转折期、变革期。

中外的历史经验和教训都值得借鉴与思考。例如，我国第一个国家中长期科学规划取得了以“两弹一星”为标志的国防工业成就。再如，在国际半导体领域的科技角逐中，美国、韩国国家战略的实施造就了它们今天在该领域的世界第一和重要一极。

当前，网络信息技术成为全球研发投入最集中、创新最活跃、辐射带动作用最强的技术创新领域。顺应这一趋势，我们要紧紧牵住核心技术自主创新这个“牛鼻子”，加快推进国产自主可控替代计划，构建安全可控的信息技术体系，推动核心芯片、操作系统等的研发和应用取得重大突破。

历史不会重复自己，但会押着同样的韵脚。

我们用几十年的时间走过了西方发达国家几百年走过的现代化历程，实现了创新的历史性跨越，中国创“芯”亦会书写同样激荡的篇章。就像接力赛，需要一棒接一棒地跑。

一路跋山涉水，一路风雨兼程。我们一直努力，从未放弃；我们一直奔跑，从未止步。

参考文献

［1］徐匡迪.我的学术生涯.上海大学出版社，2005年.

［2］凌志军.联想风云.中信出版社，2005年.

［3］梁宁.一段关于国产芯片和操作系统的往事.2018.04.27.

［4］李国杰.创新求索录2.人民邮电出版社，2018年.

［5］胡伟武.我们的龙芯1号.2002.11.14.

Table of Contents

- 版权信息
- 内容提要
- 前言 Preface

- 第1章 美国要打“科技冷战”？

- 引子
- 1.1 美国人突然动手
- 1.2 为什么是中兴
- 1.3 “贸易战”还是“科技战”
- 1.4 神秘报告背后的芯片焦虑
- 1.5 日本曾遭“极限施压”
- 1.6 “灰犀牛”风险向高新技术领域扩散

- 第2章 大国博弈的“锁喉技”

- 引子
- 2.1 中国IT行业会瘫痪吗
- 2.2 2000亿美元进口的“芯”之殇
- 2.3 随时挥舞的“大棒”
- 2.4 核心技术要不来、讨不来
- 2.5 中国还有哪些“心绞痛”

- 第3章 无处不在的芯片

- 引子
- 3.1 解密“芯片家族”
- 3.2 从“巨无霸”到“小精灵”：芯片的世纪变迁
- 3.3 上百道工序：指甲盖大小藏有多少秘密
- 3.4 芯片背后的全球工业体系之争

- 第4章 大时代的芯片风云

- 引子
- 4.1 “轮子之后最重要的发明”
- 4.2 先有仙童，后有硅谷
- 4.3 英特尔：至暗时刻的转型
- 4.4 日本的“举国体制”竞争
- 4.5 韩国用战争赔款给三星“输血”
- 4.6 台积电“异军突起”

- 第5章 风雨兼程60年

- 引子
- 5.1 中国“芯”梦幻开局
- 5.2 芯片传奇“三枝花”
- 5.3 从落后5年到落后20年
- 5.4 造得出“两弹一星”，造不出芯片？
- 5.5 “砸锅卖铁”也要把芯片搞上去
- 5.6 新世纪的曙光

- 第6章 寻找中国的“英特尔”

- 引子
- 6.1 中国“芯”布局
- 6.2 从“方舟”到“龙芯”：造CPU有多难
- 6.3 华为“死磕”麒麟芯片
- 6.4 超级计算机用上了中国“芯”
- 6.5 紫光掀起投资旋风
- 6.6 AI芯片弯道超车？
- 6.7 BAT开启“新赛道”

- 第7章 中国“芯”突围

- 引子
- 7.1 徐匡迪：“大国精器”必须强起来
- 7.2 李国杰：自主可控并不代表“封闭”
- 7.3 倪光南：中国“芯”要跨越两座“大山”
- 7.4 胡伟武：核心技术要在试错中发展
- 7.5 中国“芯”在全球化下的供应链安全
- 7.6 创“芯”是接力赛