看點：傷大陸芯片二十四載，瓦森納協定會加速國產化替代嗎？
疫情成為全球熱議焦點時，有些原應敲響警鐘的消息可能會被忽略。
時間回到1個月前，新冠肺炎尚未蔓延到全世界，我們還處在風暴的中心，當“山川異域，風月同天”載著櫻花國日本的善意觸動人們共通的情感時，多少人不曾留意到一則日本共同社的報道中所隱蘊著的令人不安的深意。
報道稱，美日等42個《瓦森納協定》成員國，決定擴大技術出口管制範圍，新追加內容包括軍用級半導體基板製造技術和網絡軟件。
有人說，這是防止技術流向中國、朝鮮等國。
事實上，在新中國的崢嶸歲月裡，技術封鎖猶如隱形的蛛網始終纏繞和牽制著我國高精尖科技的發展，更一而再、再而三地挑痛大陸半導體界的神經。
然而反“封鎖”的鬥爭從未休止，一代半導體先輩以知識和技術為戎戈，負重前行艱難摸索，開啟中國半導體發展的偉大序幕。
回望《瓦森納協定》帶給中國的“芯”痛往事，是為了更平和沉著地應對磨難，更堅定果決地走向遠方。
01，瓦森納協定的前世今生
1949年11月，新生的中華人民共和國剛剛滿月，解放戰爭的硝煙還未完全散去，華夏曆史百廢待興。
此時，以美國為首的西方陣營，卻在距離北京萬里之遙的巴黎籌謀著架起冰冷的技術鐵幕。
美、英、日、法、澳等17個國家成立巴黎統籌委員會（簡稱“巴統”），限制軍事裝備、尖端科技、稀有物資三大類中上萬種產品的出口。
禁運目標就是美國最大的敵手——蘇聯，而與蘇聯交往頻繁的中國，也在1952年被列入管制名單。
▲《美國的冷戰戰略與巴黎統籌委員會、中國委員會》崔丕著
鐵幕落下時，中國正處在轟轟烈烈的社會主義改造與建設中，向外支援朝鮮，向內清查反動勢力和推進土地改革，工農業經濟呈恢復之勢。以美國為代表的西方勢力，卻企圖用一紙協定，絆倒剛起跑的中國。
隨著蘇聯解體，美蘇冷戰畫上休止符。“巴統”作為冷戰的產物失去了存在的基礎，於1994年4月1日正式宣告解散。
但兩年後，“巴統”制定的禁運規則被一則新的協定所繼承。
▲《瓦森納協定》
《瓦森納協定》，全稱《關於常規武器和兩用物品及技術出口控制的瓦森納安排》，1996年7月在奧地利維也納簽署。
當年“巴統”組織的17個成員國全部加入了這一新組織，起始成員國數量為33個，後來發展到42個。
▲《瓦森納協定》42個成員國
與“巴統”一樣，《瓦森納協定》旨在控制常規武器和高新技術貿易，制定了兩份禁運清單：
一份是軍民兩用商品和技術清單，涵蓋了先進材料、材料處理、電子器件、計算機、電信與信息安全、傳感與激光、導航與航空電子儀器、船舶與海事設備、推進系統九個類別；
另一份是軍品清單，涵蓋了各類武器彈藥、設備及作戰平臺等共22類。
去年12月，《瓦森納協定》進行新一輪修訂，比上一版增加3頁內容，在“電子產品”類別中，新增對計算光刻軟件和大硅片切磨拋技術的管制。
這並不是一個強制的協定，是否發放敏感產品和技術的出口許可，成員國是能自行決定的。然而許多成員國實際上唯美國是瞻。
例如2004年，捷克擬向中國出口價值五千多萬美元的雷達設備，被美國中途施壓攪黃。
美國更是屢屢掣肘中國半導體的發展。
2015年，美國以“涉嫌用於核爆試驗”為由，禁止英特爾等公司向中國四家超算中心出口高性能計算芯片。
2020年，美媒稱特朗普政府正考慮限制美國芯片製造設備的使用，尋求切斷中國獲得關鍵半導體技術的渠道。
在新中國聚精會神抓建設的道路上，“技術封鎖”卻如籠罩在中國半導體產業上的陰霾，時刻醞釀著寒風暴雨。
02，傷“芯”往事：曲折多難的芯片製造
回首全球貿易與科技競爭，芯片作為“高科技皇冠上的寶石”，不僅活躍於美國硅谷傳奇般的興起，更在日本韓國的戰後復興中扮演了至為關鍵的角色。
當中國敞開國門，欲擁抱前沿芯片技術之時，卻吃了“閉門羹”。
80年代初，國家縮減了對電子工業的投入，希望廣大電子廠自己到市場找出路。為了短期內獲益，“造不如買”的思路開始在國內芯片產業生根發芽。
在“巴統”的技術限制下，內地只能引進被淘汰的二手設備。從1984年到1990年，各地方政府、國企、大學總共從國外引進33條晶圓生產線，其中多為3英寸、4英寸線，同一時期，日本已採用8英寸線。
隨後《瓦森納協定》登場，進一步加深了中國與世界先進芯片技術之間的溝壑。
根據其規則，成員國對中國半導體技術出口，一般按照N-2的原則審批，即比最先進的技術晚兩代，審批過程中再適當拖延一下時間，中國能夠拿到的技術設備，就比國際先進水平落後三代甚至更長。
20世紀90年代，為了加速半導體產業發展，我國巨資投入“908工程”和“909工程”，無錫華晶和上海華虹兩家國企分別在這兩個工程中被委以重任。但在國際市場採購設備時，華晶、華虹都先後遇到來自《瓦森納協定》的阻力。
如何另闢蹊徑打破國外的封鎖呢？此時，一位關鍵人物的出場，對日後上海集成電路產業的發展與繁榮起到至關重要的作用。
他是江上舟，福建籍，1970年畢業於清華大學無線電系，改革開放後第一批海歸，曾有人描述他：“眉濃目圓，鼻闊嘴方，硬漢模樣。口音京腔，語速快捷，咬字偶帶榕城官話。”
▲江上舟
1999年，國家信產部召開全國集成電路“十五”戰略規劃研討會，準備花5年投資200億元人民幣，建兩條8英寸200毫米半導體生產線。
時任上海市經委副主任的江上舟在研討會上表示：“尋找海外夥伴投資，至少能建十條8英寸200毫米集成電路生產線。”
借鑑海南洋浦改革做法，江上舟結識國內微電子專家、中國科學院士、北京微電子研究所長王陽元，王陽元夫人、北京大學計算機系主任、北京大學青鳥集團董事長楊芙清，聯絡中國工程院院士、信息產業部58研究所名譽所長許居衍，臺灣世大積體電路公司總經理張汝京。
在上海浦東，江上舟與想到大陸投資半導體產業的臺胞張汝京相見恨晚，中芯國際的故事從此開篇。時至今日，中芯國際依然承載著大陸芯片製造業崛起最殷切的期待。
2000年8月，中芯國際打下上海8英寸晶圓廠的第一根樁，次年即建成投產，創下了當時全球最快的晶圓廠建廠速度。
此時中芯國際還只是大陸晶圓製造領域的一位後輩，但僅僅三年之後，它便憑藉大手筆擴張生產線，快速躋身於全球半導體代工界的前三甲，產能僅次於臺灣省的臺積電和聯電。
一條8英寸芯片生產線要耗資數億美元，一條12英寸生產線要耗資近十億美元。截至2003年9月時，中芯國際已經在上海建了三座8英寸廠、在北京建了兩座12英寸廠，並收購了摩托羅拉在天津的8英寸廠。
中芯國際之所以能如此豪氣擴張，與其創始人張汝京的美籍臺商身份、股東來自全球各路資本，有著莫大的關聯。
▲張汝京
深諳半導體建廠之道的張汝京，在往昔任職於德州儀器和創辦世大半導體的經歷中，已經積聚了相當高的業界聲望。他不僅帶來了數百位海歸和來自歐美日韓等國的半導體人才，而且四處奔走為中芯國際籌資資金和申請設備。
但在引進先進設備時，中芯國際同樣遭受了《瓦森納協定》的阻撓。
中芯國際第一座上海工廠還在建設時，中國內地最先進的製程工藝技術才達到0. 35μm，比0.18μm落後兩代，於是張汝京希望能從美國進口0.18μm生產設備。
2001年，中芯國際向美國應用材料公司購買雙電子束系統，突遭美國政府凍結產品出口許可，於是張汝京選擇繞道轉向瑞典、比利時的機構合作。此外，張汝京還通過自身人脈購入了大量低價的二手設備。
相傳為獲得出口許可證，身為基督徒的張汝京找齊了全美五大教會為他擔保，承諾中芯國際的產品只用於商業用途，不會用於軍事用途，最終拿到了美國政府出具的出口許可。
此後每隔一兩年，0.13μm、90nm、65nm……每當中芯國際的生產線需要技術升級時，類似的刁難都會出現。直到申請購買45nm技術設備時，中芯國際因過去六七年的良好記錄，沒再被美國刻意為難。
令人唏噓的是，同為位於上海的晶圓代工企業，國企華虹與中芯國際的命運截然不同。
當中芯國際已經建立了4座12英寸廠時，華虹卻不知是不是因為技術封鎖，放棄了原本預計總投資15億美元的第一座12英寸廠計劃。
03，腹背受制的大陸芯片設計
防範、遏制、孤立、封鎖，始終牽制著我國先進芯片技術的發展。在技術禁運和國際競爭對手的圍堵中，芯片設計業也舉步維艱。
世紀之交，曾有一批懷揣著家國情懷的海歸精英回國創業，他們擁有相似的背景，曾歷練於國際半導體公司，或曾在硅谷成功創業，滿懷著造中國芯的熱情投身於國內半導體產業建設的洪流之中。
從中科大畢業後赴美留學的鄧中翰，便是其中典型的代表。他既有中國學生刻苦用功的特質，五年拿下物理學碩士、經濟學碩士、電子工程與計算機科學博士，又有優秀的行業實踐經歷，曾在科技巨頭IBM做高級研究員，後又在硅谷創業成功，公司市值達1.5億美元。
1999年10月，鄧中翰決定回國創立中星微。兩年後，中星微成功研發出中國首枚具有自主知識產權、百萬門級超大規模CMOS數字多媒體芯片“星光一號”，隨後打入國際市場，被飛利浦、三星等國際品牌用於視頻攝像頭。
▲鄧中翰
如今紅火的國產芯片設計股，許多都擁有與中星微相似的創業背景：瀾起科技創始人楊崇和、兆易創新創始人朱一明，都曾有赴美讀書和工作的經歷。他們於一二十年前種下的芯片創業種子，如今陸續開出花來。
但在高端CPU等芯片領域，早先一批創業者走的道路卻荊棘叢生。
1999年，時任中國科技部部長的徐冠華說：“中國信息產業缺芯少魂。”芯指芯片，魂指操作系統。
國產CPU芯片+操作系統，直面的對手就是銅牆鐵壁般強大的“WinTel”聯盟。
美國芯片公司英特爾是CPU領域不二的霸主，不僅幾乎註冊遍了x86體系的各種相關專利，而且構築了穩固龐大的生態。英特爾x86又不對外授權，方舟科技只好避開x86選RISC結構，在2001年造出“方舟1號”CPU，幷包辦了原型、產品。
即便繞過英特爾，眼前還有更大的難關——配套的操作系統。為扶持國產力量，北京政府辦公選型時打算把微軟踢出局，此事還驚動美國前國務卿基辛格，特意打電話來施壓。
兩年後，北京政府又召集全國Office高手以及日韓的技術人員，一起破解微軟文檔格式。可惜效果不如人意，各種軟件問題頻出，在用戶的怨聲載道下，最終還是換回了“WinTel”。
後來方舟CPU停止開發，一心挑戰微軟Office霸權的永中科技也被破產清算。直到2007年，金山才成功搗鼓出Office的“孿生兄弟”WPS軟件。
即便到了今日，能與英特爾CPU一戰的是美國公司AMD，能抗衡微軟Windows的是美國公司谷歌和蘋果。“缺芯少魂”，依然是中國半導體產業的一大痛處。
2019年5月的華為斷供風波，再度將技術禁運的風險血淋淋地攤開在人們眼前：美國政府一聲令下，英特爾、高通、賽靈思、博通等國際芯片大廠被迫暫停交易，谷歌手機操作系統安卓、微軟Windows暫停接收新訂單。
技術閥門關上之際，我國信息科技產業竟沒有能完全替代的國產技術和產品。
華為決心背水一戰，推出鴻蒙系統。而參照歷史的經驗，鴻蒙要挑戰的不僅是技術問題，還有用戶習慣和生態。
04，一紙協定，兩番光景
當我國半導體先輩為縮短技術差距而篳路藍縷，未受《瓦森納協定》束縛的日韓和我國臺灣地區，分別站上芯片細分領域的巔峰。
▲半導體產業轉移過程（來源：清科研究中心）
上世紀80-90年代，日本曾全面制霸世界半導體和存儲芯片，甚至將美國踩在腳下。1995年全球半導體企業TOP10排行榜中，日企獨佔6個席位。
即便日企隨後因日美貿易戰的打壓、自身體制的僵化等種種原因，從輝煌走向沉寂，但日本從未在全球半導體舞臺上退場，只是從“臺前”移至“幕後”。
時至今日，日本依然不動聲色地掌握著芯片上游關鍵產業的半壁江山——為全世界提供超過1/2的半導體材料和1/3的半導體制造設備，把握絕大多數芯片企業的命脈。
▲2018年全球TOP 15半導體生產設備廠商中，日本廠商獨佔7席（來源：VLSI Research）
日本半導體最輝煌的時代落幕之時，韓國半導體隨即登上存儲芯片的高峰，臺灣亦開始在晶圓代工領域大放異彩。
存儲芯片背後，還有一段中國內地的傷“芯”往事。早在1975年，北大物理系王陽元領導的課題組就研發成功了動態隨機存儲器（DRAM）核心技術，當時的中科院109廠生產出中國第一塊1024位DRAM，比韓國要早四五年。
▲中國第一塊三種類型的1024位DRAM
但很快，因為技術封鎖和政策變化等因素，中國大陸半導體業開始裹足不前，DRAM產業反被韓國趕超。
據說1980年代初韓國曾有這樣的傳聞：裝滿一個手提箱的芯片價值超過百萬美元，相當於10船礦物。如此巨大的利潤使得韓國一眾財閥聞風而動，陸續邁入半導體領域。
“全能”的三星在一眾韓國芯片廠商中最為亮眼：晶圓代工方面跟臺積電拼技術搶訂單，旗艦5G手機方面和蘋果高通華為爭長短，存儲芯片方面和SK海力士一起壟斷大半市場，還從英特爾手裡成功搶走幾次全球半導體營收TOP1的位置。
不過在上游的主宰者日本一旦發威，韓國也免不了打一個哆嗦。
2019年7月，日本經濟產業省宣佈將限制對韓國出口日本半導體核心上游原材料、智能手機及電視等顯示屏的核心原材料。
日本手起刀落，三星、SK海力士、SDC、LGD等韓國企業的相關業務通通深受打擊。
由於韓國半導體、顯示器產業佔韓國GDP比重很大，如果不能及時找到替代進口國家，不僅這些產業的後續供應會出問題，韓國經濟也將承受更大損傷。
▲三星電子DRAM開發歷程
臺灣半導體產業起步於上世紀80年代末，發展十分迅速，製造、封測和設計業均誕生出在全球半導體界聞名遐邇的優秀企業。
製造業有全球晶圓代工老大臺積電和老四臺聯電控場，臺積電全球市佔率超過50%，甩開佔有不到20%市場的三星一大截。
封測業更是傲視群雄，有五家企業躋身全球封測十強，“封測一哥”日月光更是多年穩居全球第一。
設計業中，聯發科、聯詠科技、瑞昱半導體成功在一眾歐美企業中脫穎而出，進入全球IC設計公司營收前十榜單，聯發科更是橫掃大陸中低端手機芯片市場，並在去年亮出性能彪悍的旗艦芯片天璣1000，在手機芯片領域投下一顆驚雷。
▲聯發科天璣1000
回望40餘年前，大陸半導體業也曾走在韓國和臺灣前面。1973年，中美關係緩和，中國大陸希望從歐美國家引進七條當時是世界最先進技術的3寸晶圓生產線。這比臺灣早三年，比韓國早四年，當時這兩個地區還沒有電子工業研究的基礎。
但在韓臺“死磕”技術和產業發展時，大陸卻因歐美技術封鎖，足足拖了七年，才得以引進三條已然落後的3寸生產線。到1980年建成時，已經比臺灣晚三年，比韓國晚兩年。
假若沒有技術禁令，如今中國在世界半導體界中的位置，會不會是另一番光景？
05，抗疫可以“風月同天”，技術不能“與子同裳”
新冠肺炎疫情在中國肆虐之時，日本人民不僅馳援醫療物資，而且附以“山川異域，風月同天”、“同氣連枝，共盼春來”等暖心的漢語詩句，打動了無數華夏人民的心。
疫情來兮，可以同承風雨，但高精尖科技合作，卻溝壑橫亙。
2020年2月23日，日媒稱《瓦森納協定》的42個成員國已擴大管制範圍，新追加可轉為軍用的半導體基板製造技術及軍用軟件，且日本政府計劃今後加強產品及相關技術的出口手續。
一石驚起千層浪，韓國半導體產業被日本一紙禁令逼到死衚衕的事件還未平息，那麼日本的新管制措施又會對我國造成怎樣的影響？
還好我國早已意識到要實現安全可控，必須能自主研發軍用半導體。當前部分國有企業已具備獨立研發生產核心軍工半導體產品的能力。
軍用半導體對先進製造工藝要求不高，但對複雜環境下的穩定性、可靠性、抗干擾能力有很高要求。同時，軍用半導體本身不對外賣，只需卯足勁兒研發滿足性能需求的產品即可。
相對而言，民用半導體面臨的壓力更大，要考慮成本、效益、功耗、體積、良品率、性價比、生態佈局等以及其他與市場相關的問題，還要和國際一流廠商去競爭地盤。
令人感到辛酸的是，國產民用芯片在高端市場和利潤率方面幾乎被國際巨頭碾壓。
2003年，中國半導體市場走出產業低谷，市場增長約40%，全年銷售額首次突破2000億人民幣，達到2074.1億人民幣。同年，美國英特爾一家公司全球銷售額已經達到2498.3億人民幣。
不僅如此，英特爾的利潤率約18%，而中國半導體市場利潤率只有3.7%。
貿易逆差也在逐年擴大。到2018年，中國集成電路產品全年進口額達3121億美元，佔全球總量的2/3，貿易逆差首次突破2000億美元。
▲2004-2018年中國集成電路進出口金額及數量變化
巨大的落差背後，是缺乏核心技術和所導致的中國內地芯片困局。
一路走來，大陸半導體歷經太多風雲變幻。外部，是西方國家的技術封鎖、市場壓制、資本滲透和專利巨牆；內部，有產業政策變動、科研生產脫節、審批制度滯後、造假騙保風波等重重障礙。
從產業現狀來看，CPU、GPU、FPGA等多種先進芯片和芯片設計基礎軟件EDA工具受制於美國，移動設備芯片IP受制於英國，高端存儲芯片受制於韓國，多種先進半導體設備和材料受制於日本，生產7nm及以下芯片必備的高端光刻機設備受制於荷蘭。
2019年6月，清華大學微電子所所長、中國半導體行業協會副理事長魏少軍教授在央視《中國經濟大講堂》發表演講，他展示了這樣一張圖：
從圖中可以看到，在服務器MPU、個人電腦MPU、可編程邏輯設備FPGA/EPLD、數字信號處理設備DSP、移動通信終端嵌入式MPU、移動通信終端嵌入式DSP、動態隨機存取存儲器DRAM、存儲器Nand Flash、高清/智能電視Display Driver這些芯片市場，國產芯片佔有率約為0%。
國產供給量與國內市場需求嚴重失衡，製造能力又與設計需求失配。國內芯片製造業和封測業有一半左右的客戶來自海外，設計業又滿世界去找能滿足需求的加工資源。
中國工程院院士倪光南曾表示：“整個集成電路、芯片產業的短板，需要10年甚至更長的時間才可能把該短板補齊。”
魏少軍教授他們曾做過一個統計，中國大陸從事芯片設計的工程師，平均薪酬已高於臺灣，但實際能力卻不如臺灣的工程師。人才短缺仍是大陸芯片業的一個嚴重短板。
人才都去了哪裡呢？有些學集成電路的學生畢業去做投資、金融，有些芯片從業者對職業缺乏敬畏之心、消極懈怠應付了事，有些人高舉著愛國主義的大旗，卻沒有啃硬骨頭的毅力。
‘最近幾年，中國半導體產業的投資明顯加速，這是積極的趨勢。不過重金投資是長期的事，改變人才困境也絕非一朝一夕，從中下游往上游走的過程還會有數不清的暗礁與機遇。
往事不可諫，來者猶可追。倘若不想讓受《瓦森納協定》牽制的被動局面反覆上演，加緊整個半導體產業鏈上下游的技術攻堅、形成自我造血能力已迫在眉睫。
美國前國防部長施萊辛格曾說過：“對美國最理想的情況，是在保險櫃裡總有一些比我們的對手先進十幾年的武器藍圖。未來戰爭中，優勢將不屬於掌握大量現代武器的一方，而是屬於不斷運用新的發展理念，不斷創造新式武器的一方。”
如果將這段話放在芯片“戰爭”的語境裡看，同樣意味深長。
06，結語：勿忘前事，不負將來
錢學森先生曾感慨：“60年代，我們全力投入兩彈一星，我們得到很多；70年代，我們沒有搞半導體，我們為此失去很多。”
“落後”與“追趕”，這兩個中國芯片史中的高頻詞，凝結了多少科學家和工程師的汗與淚。芯片之困只是我國參與全球生產體系時，西方國家牽制我國高精尖技術發展的一個縮影。因為《瓦森納協定》，我國計算機、航空航天等諸多產業同樣承受類似的風霜雪雨。
經過這些年的發展，我國集成電路設計、製造、封測都在逐步躋身世界前列，華為海思和紫光展銳在全球集成電路設計業嶄露頭角，中芯國際和華虹宏利也步入全球晶圓代工企業前十， 長電科技、華天科技、富通微電在全球集成電路封測業闖出一番天地。
最艱難的時期已經過去，風物長宜放眼量。也許有一天，中國半導體會站到更高的地方，擺脫跟隨者和學習者的角色，不受大國博弈技術枷鎖的束縛。
希望那時，我們不會忘記技術封鎖的鐵鞭曾留下何等傷痕，真正將獨立思想與創新精神融入民族的血脈。
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