「曾幾何時，美國可以泰然自若，因為沒有哪個國家能達到其在技術能力和實際規模上的結合程度。但歲月已然過去，現在的中國具備這種能力。」對於「華為事件」，委內瑞拉外交官阿爾弗雷多•托羅•哈迪曾在《大國技術逐鹿》文章裏做過解釋，當美國到了「戰略性而非策略性」切斷對某國技術供應的地步，往往是這種差距縮小到「堪與比肩」的程度。過去一年多，美國相繼對中興通訊、福建晉華、華為等中國公司採取「晶片斷供」的措施，其結果都是中國未被打垮，卻加快了中國技術追趕。英國《經濟學人》週刊明確提到，中美最核心的貿易問題是本世紀圍繞技術的競爭，涵蓋從人工智慧到網絡設備的一切，但最根本的競技場是晶片半導體，「這是美國產業領導地位和中國大國雄心最直接碰撞的領域，無論有多少緩和語言出現在國際場合，較量都會持續更久」。

我們要能活下來

從2017年特朗普政府上臺伊始，美國封殺華為的行動變得愈發露骨，與此同時，中美半導體晶片領域的博弈也愈發激烈。2017年2月，時任華為駐美國華盛頓辦公室負責人、負責政府關係的副總裁威廉•普拉默（William Plummer）接到一通聯邦調查局（FBI）的，之後他在距離白宮不遠的一間高檔酒店的咖啡廳與兩名探員見面。FBI懷疑（華為）是否隱瞞相關資訊：「如果華為不是受到中國政府的影響，那他們怎麼可能在中國取得如此快速的發展？」同年12月，兩党議員聯合致信聯邦通信委員會，對美國企業使用華為的產品表達了擔憂，通信運營商AT&T公司隨即在2018年1月決定不售賣華為手機（即便它採用美國高通公司提供的晶片）。此後，華為縮小了華盛頓辦事處的規模，普拉默也選擇離開。2018年8月，美國通過2019財年國防授權法案，事實上將華為排除在了美國市場之外。澳大利亞、新西蘭、英國、日本等美國的盟國開始圍繞5G對華為展開調查就是從那時開始的。普拉默告訴日本《朝日新聞》記者江淵崇和福田直之：「如果說美中在下一盤棋，那麼華為問題不過是一枚棋子，棋局才剛剛開始。」

從技術制約華為乃至整個中國高科技產業，晶片似乎是最佳的「切口」。作為高速通信與人工智慧技術的「心臟」，晶片長期是中國的軟肋，在國際知名調查公司IC Insights在2018年最新發佈的晶片銷售排行榜上，前15位的分別是美國、韓國、中國臺灣地區、歐洲和日本企業，高端晶片基本依賴進口，中國在這個領域花的錢比進口石油還要多。美國正是看准這一弱點，2018年4月，美國以中興通訊公司違反對伊朗制裁禁令為由，禁止美國企業供貨，中興通訊被迫暫停智慧手機生產，公司經營陷入危機。美國所握有的生殺予奪大權，令華為深感震撼，中興事件後，華為內部曾召開座談會。公司創始人任正非當時說：「我們還要繼續使用大量美國產品。」不過會議紀要上還有這樣一段話：「中國與美國的差距，估計未來二三十年，甚至五六十年還不能消除。但是，我們要將差距縮小到『我們要能活下來』。」

諾言很快化作行動。IFA2018柏林國際電子消費品展覽會上，華為消費者業務CEO余承東發佈面向智慧手機的自主知識產權晶片——「麒麟980」，場上掌聲雷動，它使用全球最先進的7納米積體電路工藝，戲劇性地提升人工智慧的機器學習和圖像處理能力，同時大幅節省電力消耗。兩個月後，華為輪值CEO徐直軍在上海一間巨大的展示廳裏告訴在場的2000名聽眾：「這是目前全世界性能最高的晶片。」螢幕上展示的是更高級的人工智慧晶片——昇騰910，是目前全球已發佈的單晶片計算密度最大的晶片，運算能力是美國英偉達公司同級別產品的兩倍。

更給力的是，2019年5月17日，晶片企業海思公司總裁何庭波發佈一封激情澎湃的員工內部信，提到自研晶片「從備胎轉正」，成為華為最大的底氣。美國半導體業內人士告訴日本《選擇》月刊，「海思晶片設計能力已超越高通和英代爾，差距還可能在未來進一步擴大」。海思是華為的全資子公司，只向華為供貨。「無論資金還是人才投入，（海思）都是沒有後顧之憂的。」這位人士不忘解釋一下，半導體行業存在模式差異，有像英代爾、三星電子這樣從設計到製造全部一手包辦的企業；也有像台積電這種按照其他公司設計圖紙進行半導體加工的晶圓代工企業；再有就是只負責設計，製造工序則委託晶圓代工廠加工的企業，比如海思。換言之，海思實驗室裏的晶片樣品，能否投入規模生產，仍然存在變數。

要害是光刻機

現代社會高度資訊化，再厲害的「國之重器」，大部分所支撐的卻是尺寸和重量都很小的晶片，沒有它，就談不上自動化，大部分設備就會失靈……晶片是半導體元器件的統稱，是指內含積體電路的矽片。如果再具體點，晶片是積體電路的載體，是積體電路經過設計、製造、封裝、測試後的成果，通常是一個可以立即使用的獨立整體。正因如此，人們常常將「晶片」和「積體電路」混用。要注意的是，廣義上，晶片和積體電路並不完全畫等號，只要是使用微細加工手段製造的半導體片，都可以叫作晶片，裏面並不一定有電路（如半導體光源晶片、機械晶片、生物晶片等）。只有在電子技術領域，當範圍局限到矽積體電路時，晶片才和積體電路畫等號。而在軍用和民用領域，絕大部分晶片都含積體電路，所以「晶片」和「積體電路」名詞混用沒什麼問題。

一系列相互關聯的晶片組合後，還可以形成晶片組，它們相互依賴，發揮更大的作用，比如，電腦裏面的處理器和南北橋晶片組，手機裏面的射頻、基帶和電源管理晶片組等。晶片最難的是晶片製作環節。要想製造高端晶片，首先須有高端的加工設備。在這方面，世界上呈現出高度壟斷的情況，例如，光刻機是生產積體電路的關鍵設備，但全球高端光刻機幾乎被荷蘭ASML壟斷。全球14納米的光刻機，都是ASML的產品，每年的產量只有24台，單價高達1.5億美元。而英代爾、台積電、三星電子等晶片巨頭，之所以能製作出高端晶片，就是獲得ASML的高端光刻機，原因很簡單，這三家都是ASML的股東。然而，其他國家和地區的晶片廠商就難以獲得高端光刻機，甚至是萬金難求，出多大價錢人家都不賣。即使購買比較過時的二手光刻機，還需要美國點頭，因為美國是《關於常規武器和兩用物品及技術出口控制的瓦森納協定》（簡稱《瓦森納協定》，目前共有包括美國、日本、英國、俄羅斯等40個成員國，目的是通過成員國間的資訊通報制度，加強對常規武器和雙用途物品及相關技術轉讓的監督和控制）的主導者，它通常都附加苛刻條件，就是不能用於生產軍用級別的晶片和自主研發的晶片。

晶片製作的難度，還有設計布圖，其試錯成本高、排錯難度大。超大型積體電路的晶片，往往指甲蓋大一片的面積就有上億個電晶體，但最終能在電路板上測到的信號線卻只有十幾根到幾百根。要想根據這些少得可憐的資訊去判斷哪個電晶體有問題，難度不言而喻。晶片從電路設計開始到投片，最少需要半年；投片送到工廠加工生產，需要三個月。一次投片的費用最少需要數十萬元人民幣，先進工藝高達一千萬到幾千萬元，這麼高的試錯時間和資金成本，對一次成功率要求極高，設計團隊中任何一個人出點錯，都有可能在數月後製作出來的晶片只是廢金屬片。

三類晶片，中國不怕

嚴格來說，所謂「美國斷芯，華為（或中國）鬧心」的擔憂，既有緊迫性，又有局限性，絕非某些自媒體宣揚的那麼厲害。按照業內劃分，晶片分為商業級、工業級、軍品級和航太級。就重要性而言，每級晶片又可劃分為一般、重要、關鍵、核心四個層級。消費級電子產品當然採用商業級晶片，與事關國家安全的軍品級晶片區別極大，後者對性能、工藝要求並不高，但對穩定性、可靠性、抗電磁和複雜地磁環境干擾、抗衝擊、使用環境溫度等要求極高，例如，在工作溫度上，軍品級中央處理器（CPU）的工作溫度範圍是-55至125攝氏度之間，而商業級CPU的工作溫度範圍只有0至70攝氏度之間。

即使是半導體技術領先的美國，軍品級晶片的性能與商業級晶片也相差甚遠，像美國空軍不少現役F-16C/D戰鬥機上，還在使用已是古董的「486」或者「奔騰」晶片。工藝上，現在全球最先進的手機晶片已開始採用10納米制作工藝，但美國很多軍用晶片仍在採用老舊的65納米的製作工藝。這樣做的一個重要原因在於，老的製作工藝製作出來的晶片，具有更好的抗電磁干擾能力，而現在先進的製作工藝製作的晶片，抗電磁干擾能力較差。

由於軍品級晶片對性能要求不高，所以中國雖然得不到高端加工設備，但用稍微低端一些的加工設備仍能滿足生產軍品級晶片的需要，無非是晶片尺寸大一點、能耗高一點、外觀差一點。這種晶片如果放在民用市場上雖缺乏競爭力，但對於軍用來說，不存在商業競爭的問題，因而能保障軍用晶片的安全供應，實現自給自足。

據公開信息，軍用晶片領域，中國大體實現國產化，這也是各類國產雷達在技術性能上達到世界頂尖水準的主要原因。例如，有源相控陣雷達就離不了發射/接收（T/R）模組，因為有源相控陣雷達的後端沒有發射機，全靠數量眾多的T/R模組發射和接收雷達波。如果不能生產先進的T/R模組，就談不上發展有源相控陣雷達。而預警機裏除了有源相控陣的T/R模組之外，還需要數位信號處理器（DSP）晶片，以實現數位加密通信。中國已有多款預警機，採用的都是國產DSP晶片，其性能也是世界一流的。CPU和GPU（圖形處理器）在軍用武器裝備上應用極其廣泛，所有的軍用電腦都少不了CPU，各類軍用顯示設備、數位地圖都少不了GPU。這兩類晶片，國內也完全可以滿足軍用需求。既然核心層級的軍用晶片不會被發達國家卡脖子，那麼一般、重要、關鍵層級的軍用晶片的自產就更不在話下。如一般層級的電阻電容器，國內生產沒有任何問題，就是航太級的鉭電容國內也能生產。之所以這些級別的晶片還要進口，主要是由於國外的同類產品生產量和銷售量巨大、價格更低，又不屬於被控制出口的敏感產品，而且電阻電容器也不存在CPU可能留有後門的隱患，因而這類採購既不存在斷供風險，也不存在資訊安全方面的風險。說到價格，軍品級晶片對於價格並不敏感，因為其需求量遠不如商業級那麼大。而且，由於國防安全的重要性怎麼強調都不為過，相對來說，成本就不是很重要的考慮因素，所以各國對於軍品級晶片都是能自主儘量自主。然而，商業級晶片對於價格很敏感，在性能相近的情況下，拼的就是價格。

很顯然，中國與晶片強國的真正差距，主要在商業級晶片上，它強調性能、工藝，還強調外觀、價格，而這些正是中國目前的短板。美國在晶片技術上之所以佔據領先地位，是因為其起步早、投入大而且持久、從研發到投入市場速度快、市場認同度高等原因。尤其在商業級晶片方面，美國晶片企業的伺服器晶片、現場可編程閘陣列（FPGA）晶片、類比數位轉換器（ADC）和數位類比轉換器（DAC）晶片、數位信號處理（DSP）晶片、射頻晶片、控制晶片、有線傳輸領域的高速光模組等高端電子元器件，在全球市場幾乎無可替代。

美國發展晶片的思路是：只要掌握核心和大部分關鍵層級的元器件設計生產能力，以及系統設計和整合的能力，就掌握了這一產品的命脈，並不追求100%國產化，客觀上這也做不到。正因為如此，美國既是晶片出口大國，同時也從外國大量採購。所以，一個國家如果要發展自己的晶片產業，在堅持軍品級晶片以我為主的基礎上，在發展商業級晶片上也不能求全，無需要求所有晶片全都靠自己研發生產，其實，在某些領域擁有自己的核心技術或獨門技術才是關鍵。

有希望的「苦難行軍」

如前所述，中國晶片企業幾乎在設計方面趕上世界水準，但在製造加工與檢測方面仍需「苦難行軍」。2019年1月，華為在深圳發佈了最新研製的晶片組，但確切地說，他們在大陸只完成設計環節，代工卻還是和以往一樣，是交給臺灣協作企業實施，反映了中國大陸企業與世界企業技術差距。不過與華為的謙遜態度形成鮮明對比的是，美國國際半導體技術公司總裁簡•瓦達曼覺得，中國引以為傲的國內一流晶片企業至多比海外對手企業落後十年，「這加劇了美國封鎖與規制的衝動」。他指出，自2012年以來，中國積極收購半導體企業，獲取技術，拉攏優秀人才，讓美國感到警覺。半導體製造設備成本和製造最先進處理器所必需的研發成本日益增大（最先進處理器的用途包括高性能電腦、高端移動設備、遊戲設備和人工智慧等），這將導致「高端俱樂部」的座位越來越緊俏，「的選手將被排擠下去」。

日本《日經商貿》週刊注意到，就世界範圍而言，台積電是全球最大的半導體代工企業，合同數占整個市場的一半，但在2019年1月24日，它宣佈今後也向華為「學習」，將年收益的8%至9%用作研發經費，而在2018年，它的研發經費達29億美元之巨。由於智慧手機需求急劇下降，公司短期收益預期惡化，但這些並沒有阻礙台積電擴充研發費用。另一方面，中國內地最大的半導體企業——中芯國際積體電路製造公司在2018年投入約5.5億美元研發經費，相當於銷售額的16%。倫敦阿雷特研究公司高級分析師吉姆•豐塔內利指出，最尖端的晶片製造開始變得困難，「這裏沒有捷徑可走，連美國英代爾公司都陷入苦戰」。據稱，首先需要的是巨額研發資金，然後是業績首屈一指的工程師，由於研發經費上漲，美國半導體代工企業（銷售額居世界第二的）格羅方德半導體公司與臺灣聯華電子已於2017-2018年相繼退出最尖端晶片的製造競爭，退而求其次，將重點放在現行生產工藝製造的晶片的更新上。

瓦達曼指出，撇開設計能力不談，中國半導體企業的成功，取決於製造工藝與性能檢測兩大指標。以中芯國際為例，它正努力研製14納米生產工藝，不斷推進測試，目標是2019年內實現量產，可韓國三星電子已於2014年實現這一技術。貝恩公司駐上海合夥人韋呂•辛哈指出，中國在半導體科學和設計方面的能力已是最先進水準，但在利用部分重要技術方面面臨課題。據分析，新一代半導體製造設備開發上，引領業界的製造設備供應商（全都不是中國大陸企業）正與一流的半導體企業合作，像製造基於7納米工藝技術的處理器的台積電與阿斯麥控股公司實現「結盟」，後者提供的超紫外線生產設備（EU）猶如金字塔般存在，能生產搭載于華為、蘋果最新款智慧手機的核心處理器。在這一方面，中國大陸企業被落下很多，《日本經濟新聞》報導，中芯國際投入1.2億美元購買EU，但用於商業生產需要數年時間。

問題是「什麼時候」

瑞士信貸銀行駐臺北分析師蘭迪•艾布拉姆斯認為，在風靡半導體產業的新技術應用方面，有兩個趨勢：第一，通用晶片被重新設計和優化，用於特定任務；第二，原來相互獨立的處理和記憶體等功能被集成到一塊晶片上。他指出，這給半導體產業帶來「根本性變革」，並將為中國半導體產業提高存在感創造新機會。幾十年來，晶片產業一直是靠摩爾定律來推動的，根據該定律，特定尺寸的晶片性能每兩年翻一番。但定律正在達到其物理極限，半導體企業花了數十年時間競相促成電晶體數量實現翻番，極小面積內的設計布圖與微細加工難度呈幾何級上升，這就為包括量子計算在內的新概念、新技術的「新維度應用」開闢道路，而這恰恰是中國的強項。

辛哈樂觀地說，不能排除中國企業最終崛起為有競爭力的晶片製造商的可能性，「這不是『會不會』的問題，而是『什麼時候』的問題。’但我們不是說中國企業一兩年就會趕上，我們認為需要五到十年，（中國企業）技術才能迎頭趕上」。另一方面，出於商業成本甚至「化敵為友」的考慮，中國電子設備企業需要進口晶片，「這一行業是全球化的讚歌，無論華為還是蘋果，它們各自有超過一萬家供應商，其中一半以上在國外。對許多公司來說，中美互為巨大市場。高通公司三分之二的晶片銷售中國。任何試圖將該行業一分為二的措施，將首先損害自己的生產商和消費者，這將是一種坦率的對抗行為，它將混淆不公平和真正的競爭」。

艾布拉姆斯推測，從長遠看，美國對華晶片禁售是徒勞的，「這無疑可以放慢對手的速度，但中國的進步是無法阻止的。正如矽谷的崛起有賴於美國政府的支持一樣，中國為了實現目標而將國家和企業的資源進行整合，它制定激勵計畫，從其他地方吸引工程人才，2015年美國阻止英代爾晶片出口反而刺激中國發展出更強大的超級計算產業，如今華為正成為新的『倒逼創新刺激』的案例」。他認為，美國終將轉向「更聰明」的遊戲規則：一方面，培育國內創新，政府資金進入晶片研究領域，加大對世界人才開放；另一方面，加快與盟國或夥伴國形成聯盟，為「中國晶片更加普及的世界」做準備，這意味著美國必須提前擬定國際安全檢測程式和資料處理標準，以「確保安全」的名義收緊中國晶片的生存空間。

（吳健／文）