史無前例的全球性芯片短缺已波及手機、汽車、游戲等各個產(chǎn)業(yè)，業(yè)界有觀點稱，缺芯持續(xù)的時間已從此前預(yù)估的持續(xù)至 2021 年下半年，延長到 2-3 年。中國在這場缺芯潮中也面臨著不少的機會與挑戰(zhàn)。

中國海關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2020 年芯片進口量激增 20%（984 億個），達到創(chuàng)紀錄的 5435 億個，進口總額 3500 億美元，創(chuàng)歷史最高水準。今年以來，中國晶片進口量仍大幅增長，第一季、上半年和 1-9 月的芯片進口年增率分別達 33.6%、29% 和 23.7%。

芯片需求長期處于增長狀態(tài)，中國本土的芯片產(chǎn)業(yè)短板在全球缺芯的背景下暴露愈加明顯。受短期的市場供需失衡和長期的技術(shù)卡脖子雙重制約，加劇了芯片荒的現(xiàn)狀，尤其對于中國產(chǎn)業(yè)鏈主體而言。

“不要指望短期內(nèi)能夠解決技術(shù)‘卡脖子’的問題。以為我們國家重視了，大家的愛國熱情空前高漲，我們很快就能把‘卡脖子’的問題解決，這樣的想法是非?；闹囉薮赖?。它是一個寂寞的長跑，在科學(xué)領(lǐng)域是這樣，在技術(shù)領(lǐng)域也是這樣。”

南開大學(xué)新聞與傳播學(xué)院院長、《科技日報》原總編輯劉亞東對網(wǎng)易科技說。2018 年，劉亞東任總編輯的《科技日報》開設(shè)“亟待攻克的核心技術(shù)”欄目，報道了 35 項卡脖子技術(shù)而引發(fā)業(yè)界熱議。華為創(chuàng)始人任正非 2021 年 9 月將《劉亞東：我提出卡脖子問題三年了，許多人還不明白，除了那些核心技術(shù)，我們還缺什么》一文轉(zhuǎn)發(fā)給華為內(nèi)部論壇傳閱。

劉亞東對網(wǎng)易科技說，芯片制造之難，難過造原子彈，這中間有諸多問題需要引起重視和解決。在本次訪談中，他對此進行了詳細解答。

一，芯片短缺是暫時的，但解決卡脖子問題需長年累月努力

網(wǎng)易科技：目前芯片短缺、供不應(yīng)求的原因是什么？

劉亞東：目前全球性的芯片短缺，我覺得是暫時的供需失調(diào)。

有比較重要的有幾個因素導(dǎo)致，一個是疫情影響到材料來源、生產(chǎn)供應(yīng)等，不僅是中國，國外也受到影響，可能國外受到的影響更大一些。第二個原因，我想是由于美國制裁華為等中國企業(yè)引起的這種恐慌，造成一些企業(yè)囤積芯片。第三個就是一些新興領(lǐng)域發(fā)展比較迅速，比如像 5G、人工智能居家產(chǎn)品等產(chǎn)業(yè)增長比較快，也在客觀上造成了芯片需求的增加。

但我認為現(xiàn)在的芯片供應(yīng)鏈上不存在結(jié)構(gòu)性矛盾。在整個供應(yīng)鏈上，它是一時的失調(diào)，也可以說是市場經(jīng)濟中的一種供需常態(tài)，在產(chǎn)能增加以后，供需關(guān)系會緩解。目前全球芯片短缺也是一樣，它不會持續(xù)太久，估計半年一年的時間就會得到解決。

網(wǎng)易科技：當前全球芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀是什么樣的？怎么看我們國家芯片產(chǎn)業(yè)上的短板？

劉亞東：一枚小小的芯片，是迄今為止人類工業(yè)文明的集大成者。它不是大家理解的一個產(chǎn)品或者一項技術(shù)，而是一個有眾多產(chǎn)品的產(chǎn)品群或含有眾多技術(shù)的技術(shù)群。芯片的產(chǎn)業(yè)鏈很長，大致可以分成芯片的設(shè)計、制造以及封裝測試這三大塊。

從事芯片設(shè)計的企業(yè)有很多，我們國內(nèi)做得最好是華為海思。他們現(xiàn)在可以設(shè)計 5 納米制程的芯片，跟國際先進水平相比差距不大，粗略估計也就是三五年的差距。

但是大家要搞清楚，華為海思僅僅是做芯片設(shè)計，他們也不完全是國產(chǎn)化、本地化的設(shè)計，比如說他還要用到英國阿姆公司的 ARM 架構(gòu)，另外所用的開發(fā)平臺也是美國的 EDA?？偟膩碇v我們雖然取得一些進展，這也是一個全球合作、國際分工的產(chǎn)物。

在芯片整個產(chǎn)業(yè)鏈中，現(xiàn)在中國做得最好的是中低端的封測環(huán)節(jié)。芯片封測相對來說屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)，由于我國布局早（從上個世紀 80 年代開始），我們現(xiàn)在封測產(chǎn)業(yè)發(fā)展比較好。全球整個封測的市場規(guī)模大概是五六百億美元，我們中國大陸加上中國臺灣地區(qū)，可能要占到一半左右市場份額（50%），但是最高端的封測技術(shù)，依然在美國。

困難最大的是制造環(huán)節(jié)，我想也是我們差距最大的一個環(huán)節(jié)。這方面我們要追趕起來，可不是短期能做到的。

網(wǎng)易科技：封測和制造相比，可能技術(shù)含量比較低，所以我們發(fā)展很好，可以這么理解嗎？

劉亞東：是這樣，半導(dǎo)體芯片的封測，相對來說是一個勞動力密集型的產(chǎn)業(yè)，相對更容易做，而且我們國家布局比較早。雖說最尖端的最高級的封測技術(shù)我們還沒有掌握，但是大量的一般應(yīng)用的這種中低端技術(shù)完全能夠做，而且做得很好，這是在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈里面，我們做得最好的一塊。

網(wǎng)易科技：您說到華為海思在做的芯片設(shè)計，與國外相比還有 3、5 年的差距，怎么理解？

劉亞東：設(shè)計領(lǐng)域像華為海思應(yīng)該說這些年做得不錯。但從設(shè)計的角度講，幾大塊，比如在隨機存儲器這種芯片領(lǐng)域里，我們的差距是比較大的。

隨機存儲器世界上主要的幾大廠商，美國、韓國和日本都占了，我們也在做，但在市場上非常邊緣化。比如紫光集團旗下的長江存儲，據(jù)說有望打破國外的壟斷，究竟能不能實現(xiàn)還得看。

第二個微處理器，我們通常講的像 CPU、 GPU，還有像 FPGA 這種可編程的邏輯處理器等方面我們也是很落后。這些通用的芯片都是被美國和其他西方發(fā)達國家長期壟斷，這方面的廠商我們也有，比如紫光展銳也是做微處理器，已經(jīng)成功地作為手機芯片被應(yīng)用，但是總的來講，我們國產(chǎn)的處理器芯片還是屬于中低端的一些產(chǎn)品，技術(shù)含量不高、利潤不大。我們有的時候做一個芯片利潤只有幾毛錢，跟賣白菜差不多。我們的芯片主要集中在各種小家電產(chǎn)品的控制器方面。

在中低端的應(yīng)用中，比如龍芯三號處理器也用在北斗導(dǎo)航衛(wèi)星上，但是跟國外產(chǎn)品比起來，缺點就在于功耗大、塊頭大。這些東西如果用在軍事用途或者一些特殊的領(lǐng)域，可能問題不大，只要性能保持穩(wěn)定就可以，但是在民用商業(yè)領(lǐng)域不可以，因為你沒有市場競爭力，一定是物美價廉的東西才能贏得市場，贏得消費者。

網(wǎng)易科技：也就是短期的芯片荒可能容易解決，但是技術(shù)短板導(dǎo)致的供需不平衡，就不是短期能夠解決的？

劉亞東：當然了，不要指望短期內(nèi)能夠解決技術(shù)卡脖子的問題。以為我們國家重視了，大家的愛國熱情空前高漲，我們很快就能把卡脖子的問題解決，這樣的想法是非?；闹囉薮赖?。它是一個寂寞的長跑，在科學(xué)領(lǐng)域是這樣，在技術(shù)領(lǐng)域也是這樣。我曾經(jīng)講過，不存在彎道超車的可能，它是一個持續(xù)的、一步一個腳印的、踏踏實實不斷積累的過程，這樣才能保證產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。

二，芯片制造太難了，難度系數(shù)超過造原子彈

網(wǎng)易科技：除了前面講的芯片設(shè)計和封測，在芯片制造這一塊，核心的難點在哪里？

劉亞東：光刻機毫無疑問是最難的，但除了光刻機，在制造環(huán)節(jié)還有很多難點，比如說做半導(dǎo)體晶圓，也是非常難的。

半導(dǎo)體芯片實際上它的材料很簡單，二氧化硅，其實就是沙子。但在實際生產(chǎn)中要使用硅礦石，因為它的純度更高。做硅晶圓首先要把硅礦做脫氧提純，之后要純化。然后拉晶，再進入拉伸、切割等環(huán)節(jié)。就純化而言，硅純度至少要到 99.9999999%。這里一共是 9 個 9，我們把這種純度稱作 9N。一般電子級的硅材料的純度要達到 9N，而做半導(dǎo)體芯片要達到 11N。11N 意味著，它的雜質(zhì)含量要低于 10 的 9 次方分之一。這是一個匪夷所思的天文數(shù)字，我來翻譯一下：如果有 250 輛載重 4 噸的大卡車滿載著經(jīng)過純化的硅材料，那么這些硅材料中的雜質(zhì)加起來不能超過 1 克！我這么一說，你就明白了這樣的純度要求有多高，有多難。

網(wǎng)易科技：那為什么說光刻機技術(shù)是最難做的？

劉亞東：實際上光刻機的原理很簡單，做起來也并不難，難點在于精度，尤其是頂級的光刻機的精度?，F(xiàn)在光刻機市場中，主流產(chǎn)品是 DUV，就是深紫外光刻機。頂級的光刻機是 EUV 極紫外光刻機。在光刻機市場上，荷蘭的 ASML 公司占了 89% 的份額，日本的佳能占了 8%，尼康占了 3%，整個市場基本被他們?nèi)夜戏?。而在極紫外光刻機市場上，就只有荷蘭的 ASML 一家，市場占有率 100%。這種極紫外光刻機可能制造大家所說的 7nm 和 5nm 制程的芯片。

這種頂級的光刻機，一個機器上大概有 10 萬個零部件，由世界各國 2000 多家廠商來提供。這 2000 多家廠商全都是行業(yè)翹楚，或者叫隱型冠軍。比如說光源用的是美國的，鏡片用的是德國的、閥件用的是法國的，軸承用的是瑞典的等等，都是世界各國最優(yōu)秀的企業(yè)。

極紫外線光刻機，難度之一在于它的光源，因為極紫外線光的一個特點就是非常容易被吸收，不容易被收集。它連空氣都穿不透，更不用說玻璃了，所以對極紫外線光源一個要求是功率非常大，第二是要非常穩(wěn)定，只有這樣，它才能通過各種反射鏡片，讓光最后反射到硅襯底上。

再比如說，由于極紫外光不能通過透鏡，只能通過反射鏡面。這種鏡面上有硅和鉬制造的特殊反射鍍膜，每反射一次，光的能量損失 30%。經(jīng)過多次反射，從光源引導(dǎo)到硅襯底上的光線最終剩下不到 2%，其它都損失了。由此可見，這種光刻機對于光源的強度和穩(wěn)定性要求有多高。

另外，對反射鏡面的平整度要求也極高，在皮米級。皮米是納米的 1/1000，這種光潔度的平整度意味著什么？巴掌大小的一個鏡片，如果把它放大成整個德國國土的面積，大概相當于我們的山東省加河南省兩個省的面積，中間凸起的部分不能高于一個厘米。

所以它對各種工藝的要求實在是太高了，太難做了。

網(wǎng)易科技：您曾說造芯片比造原子彈難，是這樣么？

劉亞東：有一次一個領(lǐng)導(dǎo)打電話問我，說造原子彈難還是造芯片難，為什么在上個世紀五六十年代，我們國家在那么困難的情況下，還能造出原子彈來，現(xiàn)在我們經(jīng)濟體量已經(jīng)是世界第二，國家發(fā)展得這么好，為什么造不出一個小小的芯片？

我給他打了一個并不精確的比方，如果造原子彈的難度系數(shù)是 1 的話，那么載人航天難度系數(shù)可以說是 10，航空發(fā)動機可以說是 50，造半導(dǎo)體芯片難度系數(shù)就是 100。這只是一個很粗略的比方，事實上沒有方法做精確的定量比較。

大致上大家就可以知道，從難度上來講，造原子彈和造芯片完全不可同日而語。很多國家都可以有原子彈，不管是自己做的還是別人幫他做的，總之是可以造出來的。原子彈的技術(shù)門檻并不是很高，造原子彈拼的是資源、資金和意志，不是拼技術(shù)，跟半導(dǎo)體芯片完全是兩回事。

網(wǎng)易科技：那為什么這么難的技術(shù)，國外能做到，而我們卻做不到？

劉亞東：說來話長，這是整個國家的工業(yè)基礎(chǔ)的問題，它絕不是我們憑著一腔熱情、憑著有愛國情懷，或賭一口氣，就能做出來的。外行人總喜歡說，今天我們一定能用舉國體制來造出芯片。講這種話說明他對相關(guān)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)缺乏了解。

我們的工業(yè)制造能力短板，不僅體現(xiàn)在高端領(lǐng)軍人才，還體現(xiàn)在底層產(chǎn)業(yè)工人的結(jié)構(gòu)上。大家現(xiàn)在都關(guān)注的是高端人才，高端人才、領(lǐng)軍人物當然需要，但與高端人才同樣重要的是，我們也缺乏熟練的產(chǎn)業(yè)工人大軍。

我們的產(chǎn)業(yè)工人很多干三年兩年就轉(zhuǎn)崗了，產(chǎn)業(yè)工人隊伍很不穩(wěn)定。而國外的很多產(chǎn)業(yè)工人都是世世代代去做一件事情，祖?zhèn)鞲?、父傳子。不僅是做半導(dǎo)體芯片，其他很多領(lǐng)域都是這樣。你到歐洲的工廠里看看，很多都是家族式的傳承，把技術(shù)或訣竅世世代代傳下去，這種情況很普遍。

我們中國這種情形比較罕見。普通老百姓不了解這些，不知道造芯片為什么這么難，所以我講，芯片的制造能力是由整個國家的工業(yè)基礎(chǔ)決定的。

網(wǎng)易科技：怎樣才能建立起您說的這種熟練的產(chǎn)業(yè)工人大軍？

劉亞東：建立一支穩(wěn)定的產(chǎn)業(yè)工人大軍，培養(yǎng)千千萬萬個熟練工人，涉及到國家政策的方方面面，不是短期內(nèi)能解決的。但是，我希望這個問題提出，能夠引起決策層和普通公眾的高度關(guān)注，引起企業(yè)的高度關(guān)注。不要只把眼睛盯在那種高精尖的人才上，也要關(guān)注操作層面的普通工人，他們是一個國家工業(yè)基礎(chǔ)的最重要的組成部分。

說到工匠精神，不僅日本人德國人可以有，中國人也可以有。關(guān)鍵是我們要認識到這個事情的重要性。工匠精神意味著不僅僅把所從事的勞動當作賺錢的手段，而是以對職業(yè)敬畏、對工作執(zhí)著、對產(chǎn)品負責(zé)的態(tài)度，極度注重細節(jié)，不斷追求完美，從而給客戶帶來無可挑剔的體驗。

3，任何國家都不能完全壟斷芯片產(chǎn)業(yè)鏈，一定要靠全世界分工合作

網(wǎng)易科技：華為一度是靠和臺積電合作實現(xiàn)芯片獲得，為什么只有臺積電具有給華為供應(yīng)芯片的能力？

劉亞東：術(shù)業(yè)有專攻，他提早布局，在這方面招攬人才，所以做的比較成功。

另外要說明一點，臺積電代工做得好，但不是所有代工的設(shè)備和技術(shù)材料都是中國臺灣地區(qū)本土的。比如最重要的光刻機，就是用荷蘭 ASML 的，臺積電也是集成世界各國的最先進的東西來生產(chǎn)，不是說他自己一個企業(yè)就什么都能做出來。任何一個國家都不可能建立起一個完全本地化的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈。

芯片制造分幾種，一種是叫 IDM 模式，就是從半導(dǎo)體的設(shè)計到制造到封測以及到投向消費市場一條龍服務(wù)，一個企業(yè)全都包了。這樣企業(yè)也是有的，美國英特爾公司、韓國的三星，是全球僅有的兩家。但即使這樣，它生產(chǎn)線上很多設(shè)備材料也都來源于世界各地。

還有一種叫 Fabless，只做設(shè)計，沒有制造。越來越多的企業(yè)，比如說像摩托羅拉、德州儀器等都是以前有制造環(huán)節(jié)的，但后來舍棄該環(huán)節(jié)專注于設(shè)計。另外還有一種只做制造代工的生產(chǎn)模式叫 Foundry，臺積電就是這樣的一個企業(yè)。

網(wǎng)易科技：也就是說制造半導(dǎo)體芯片不是說你擁有一臺光刻機就完事了，也不是你光大筆投錢進去就可以的？

劉亞東：半導(dǎo)體芯片制造中，在硬件方面光刻機是我們國家半導(dǎo)體技術(shù)的最短板。我們現(xiàn)在是處在什么發(fā)展水平？中國現(xiàn)在市場上的光刻機，上海微電子裝備有限公司做的光刻機能做 90 納米制程的芯片。這是一個什么概念？在 2004 年 2 月 1 日，美國英特爾公司就已經(jīng)發(fā)布當時最先進的 90 納米光刻機支撐的微處理器 Prescott。

你要說芯片產(chǎn)品完全做到本地化，所有東西都是我們中國自己造的話，那么跟國外的差距我想還不止 3 代，可能 4 代、5 代都有了。你從 90 納米到 45 納米，然后到 28 納米，到 14 納米再到 7 納米、5 納米、2 納米，這個差距是非常之大的。

所以我說不可能追求完全本地化的生產(chǎn)，是要集合世界各國的優(yōu)勢資源才能做成。

網(wǎng)易科技：我們常說要自主創(chuàng)新，是否意味著實際上不能太過于情緒化？

劉亞東：自主創(chuàng)新絕不是閉門造車。自主創(chuàng)新是要體現(xiàn)自己的意圖和意志，但同時也要積極地參與國際分工與合作，融入全球價值鏈。以前國際環(huán)境好的時候，我們那種造不如買、買不如租的想法是不對的?，F(xiàn)在國際環(huán)境不好了，我們走到另一個極端，什么東西都要自己造，同樣不行，同樣是死路一條。這兩個極端都不可取。

對于企業(yè)來講，事實上半導(dǎo)體芯片它是寂寞的長跑，不是那種賺快錢的產(chǎn)業(yè)，它需要長時間的積累、人才的培養(yǎng)。2020 年，據(jù)說國內(nèi)有 1 萬多家新成立的公司或者轉(zhuǎn)型的公司搞半導(dǎo)體芯片，用這種運動式的突擊方法來搞芯片是非常不可取的，半導(dǎo)體芯片根本不是這樣一個造法。

我勸那些投資者，如果你沒有足夠的耐心，沒有忍耐力，就不要搞這個產(chǎn)業(yè)。就像我們常說的：沒有金剛鉆，不攬瓷器活。你要是想賺快錢，想 2 年 3 年收回成本，我想你不要碰半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，肯定會讓你失望。

四，只有局部技術(shù)取得突破，才能出奇制勝

網(wǎng)易科技：2018 年中興事件發(fā)生時您講到我們的基礎(chǔ)科學(xué)不行，就容易被卡脖子。時至今日，這個情況是好轉(zhuǎn)了還是更加惡化了？

劉亞東：我們也有進步，但這里面還有好多問題，特別是思想認識上的一些問題可能還沒有解決。

根本之道在于加強我們的基礎(chǔ)科學(xué)研究。另外我們科研體制改革還不到位，在科技資源分配、科技成果獎勵等方面，恐怕還有很多的問題亟待解決，這里也有更深層的原因。

另外我特別想強調(diào)的一點，就是說能造得出來和能賣得出去，是兩回事。

很多情況下，人們只是說那個東西能造出來，但你能不能賣得出去，才是問題的核心。造，反映的是技術(shù)；賣，反映的是市場。很多東西，技術(shù)上解決，能造出來，但沒有市場前景，那基本上它就是一個廢物。

所以，對于一些技術(shù)進展，網(wǎng)上一片叫好聲。其實，聽到這些消息的時候，你要多問幾個問題：成本是多少？能不能規(guī)?；a(chǎn)？生產(chǎn)周期是多長？和同類產(chǎn)品相比，是否有市場競爭力？如果這幾個問題回答不好，你造出來的東西沒有用。

道理很簡單，因為卡脖子的技術(shù)對我們國家來說太多了。要想生存，不可能都靠國家扶持。所以，如果沒有市場競爭力，就沒有生命力，你依然還是會被卡脖子。離開了市場來談?wù)摻鉀Q卡脖子問題，都是胡說八道。

網(wǎng)易科技：要攻克芯片領(lǐng)域的難題，怎么樣做才是科學(xué)的？

劉亞東：我覺得在芯片領(lǐng)域，包括其他領(lǐng)域的卡脖子技術(shù)，正確的做法應(yīng)該是把有限的資源集中用于實現(xiàn)有限的目標，在局部領(lǐng)域取得突破，做到世界最好。我說的世界最好包括兩方面，一是從技術(shù)上來講做到最好，二是要有市場前景。

當我們在局部領(lǐng)域取得這些突破以后，可以拿這些東西和別人平等地交換，并形成有效的制衡能力。只有這樣，我們芯片產(chǎn)業(yè)包括其他方面的產(chǎn)業(yè)才能健康發(fā)展。這樣很難，但是再難也得做，因為這是唯一的出路，其他都是此路不通。

網(wǎng)易科技：這種局部上的突破應(yīng)該怎么做？

劉亞東：在整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上，中國現(xiàn)在雖然整體上落后，但在個別的領(lǐng)域我們也有做得不錯的地方。

比如說在半導(dǎo)體芯片的制造環(huán)節(jié)，最重要的是光刻機。但除了光刻機以外，還有一種設(shè)備叫刻蝕機。光刻機和刻蝕機，簡單的講就相當于一個是畫匠，一個是雕工，光刻機負責(zé)畫，刻蝕機負責(zé)雕。當然從半導(dǎo)體芯片的制造來講，畫像要比雕工技術(shù)含量高得多、難得多。

但刻蝕機也是一種重要的設(shè)備，我們國家在刻蝕機上做的還是不錯的。比如上海中微半導(dǎo)體尹志堯教授的團隊，他們這方面的工作在國際上屬于第一梯隊?，F(xiàn)在的問題是說在絕大多數(shù)的領(lǐng)域，我們對國外是一種單方面的技術(shù)依賴，沒有任何反制能力，所以才造成今天這樣的被動局面。

把有限的力量集中用于實現(xiàn)有限的目標，在局部領(lǐng)域取得突破。永遠不要追求搞一個完全本地化的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，那樣的話到最后一定是以失敗告終。

我現(xiàn)在提出一個問題。如果我們投入了大量的人力物力財力，把半導(dǎo)體芯片搞出一些初步成果，這個時候美國或者其他西方國家突然對中國開放市場，我們怎么辦？

經(jīng)常出現(xiàn)這樣的情況，我們國內(nèi)的某個產(chǎn)品和某種技術(shù)取得突破，致使國外同類產(chǎn)品大幅降價。大家齊聲歡呼，認為是一件好事，為國家節(jié)約了外匯。但這是只知其一不知其二。國外同類產(chǎn)品降價是一把雙刃劍。國外產(chǎn)品降價以后，國內(nèi)生產(chǎn)同類產(chǎn)品的企業(yè)就沒有利潤空間了，這意味著這些企業(yè)會被搞死。這個問題是非?，F(xiàn)實，而且極有可能發(fā)生，我們應(yīng)該防范。

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