原创半导体供应链的秋月春风---大江大河看中国大陆

 2020-8-12 13:50  5663 58 13 分类: 供应链管理文集: 供应链札记

前面的系列可以说均是为了便于理解内地半导体事业的发展，可即便如此，鉴于技术和产业链的精细繁杂、国际局势的变幻莫测、以及我国半导体与电子业发展的曲折历史与尴尬现实，我们还是需要先从产业发展缩影、中芯国际的坎坷史开始谈起，以此管窥二十年来我国半导体事业发展的点点滴滴。

中芯国际的曲折历程

中芯国际(SMIC，Semiconductor Manufacturing International Corporation，中芯国际集成电路制造有限公司）于2000年成立于上海，是由来自中国大陆、中国台湾、美国和新加坡的资本共同出资兴建的半导体代工企业，初期股权的多样化是为突破国际技术封锁和企业长远发展计，2019年半导体代工业务全球排名第五位。初期在张汝京先生带领下，在上海、北京、天津、成都、武汉和深圳进行了大规模的投资建厂,以期在规模和工艺上实现赶超，事实上SMIC的产能曾一度接近TSMC和UMC。然而终因“瓦森纳协议”的技术封锁限制，在引进设备和技术时困难重重，为此，张汝京先生做了最大努力和付出，以调用一切资源获得美国的出口许可。在2007年至2009年那段时间里，SMIC在45 纳米和32 纳米技术上实现突破后，内地半导体产业的升级依稀看见了曙光。这跟张汝京先生的美籍台商身份、以及初创股东来自全球各路资本有着莫大关系。

SMIC取得的成绩有目共睹，但持续激进的投资扩张与技术封锁带来的举步维艰，让企业无法兼顾投资与营收的平衡，在取得成绩的同时也连续几年出现亏损。这在晶圆代工这种拼投资拼人才拼技术的行业并不算稀奇，但那些追求短期财务回报的股东并不买账。更为麻烦的是，2008年金融危机导致存储芯片价格崩盘，SMIC的经营活动也陷入困局，大唐电信趁机入股并成为大股东，这原是好事。然而，大唐意欲谋求控制权为SMIC之后的内讧危机埋下了伏笔。另外对SMIC造成叠加打击的是，2009年美国法院对TSMC起诉SMIC知识产权一案，判决SMIC败诉。彼时的大背景是内地缺乏高端半导体人才团队，SMIC当时有从原世大半导体（后并入TSMC）挖人，这些人才团队对原公司的工艺流程有所模仿，这大致是TSMC诉讼的由来。

SMIC的败诉也可视为在国际技术封锁的背景下，台岛当局对张汝京先生在大陆创办SMIC进行的刻意阻击，彼时台当局对内地科技项目投资的干预和打压颇多。因各种复杂因素，SMIC在应对TSMC长达数年的诉讼过程中处理不慎，导致最终付出巨大代价，创始人张汝京先生也遗憾地离开。“行百里者半九十”，这是产业界的重大损失。那以后，持续多年的干扰，使SMIC在先进制程的研发上几乎止步不前。后张汝京时代，元勋江上舟先生竭力维系各方面之平衡，力挽狂澜，拨正SMIC的航向，但江先生却于2011年因癌症而意外辞世。至此，SMIC陷入风雨飘摇：股东的控制权之争和员工的派系之争，内讧不断，治理问题频发……这家被寄予厚望的半导体产业的领头羊，曾经就这样跌入深渊，纷争各方也两败俱伤。好在始终有人相信，光明的芯时代不远了，新篇章也正在打开。

回首SMIC那段陷入泥潭的岁月，业内人士分析，是当时复杂的局势和各方的目标与利益诉求的对立让企业无法承受，而所有症结的源头就在于技术封锁。这就涉及到“瓦森纳协议”和“巴统”。美苏冷战期间，美国和西欧等国家在巴黎成立“巴黎统筹委员会”（简称“巴统”），限制向苏联、中国等国家出口包括军事武器装备、尖端技术和稀有物资，1991年苏联解体、冷战结束，“巴统”于1994年解散。但1996年，美国等33个西方国家又在奥地利维也纳签订了一个臭名昭著的“瓦森纳协议”（关于常规武器和两用物品及技术出口控制的瓦森纳协定，Wassenaar Arrangement on Export Controls for Conventional Arms and Dual-Use Good and Technologies)，实施新的控制清单与信息交换规则。

此协议包含两份控制清单：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；另一份是涵盖各类武器弹药、设备及作战平台等军品清单。中国在被禁运国家之列。据此协议，西方对中国半导体技术的出口，一般按“N-2”的原则审批，即比先进技术晚两代，加之审批过程再拖延时间，结果就是中国拿到的技术和设备比最先进的大约晚两三代。“巴统”和“瓦森纳协议”先后成为我国半导体产业技术进步的障碍。

经过数十年的发展，半导体全球产业链的上下游已形成了一个庞大的、广覆盖的国际分工协作体系，从供应源头端到市场端，各种各样的软硬件技术、材料、设备，以及元器件的设计、制造与封测，外加下游终端产品的设计、组装和消费，构成一个供销体系的大循环。这个大循环各环节环环相扣，缺一不可。全球性的分工合作一方面创造了最佳的效率、最好的技术、和最大的市场；另一方面，任一环节的缺失或突变都会导致大循环的断裂或梗阻，导致无法向最终消费者供应产品或服务，导致企业无法运转，无法生存。最终，得不到市场的验证和反馈，技术就无法升级迭代。可以看出，当供应链发生剧变时问题的本质在于哪个环节更容易被替代。

对华技术封锁正是出于这样的考虑，妄图将中国的技术和产业锁在容易被替代的环节。业内人士还指出除了技术封锁之外，SMIC经历的艰难曲折历程还跟管理体制、专业人才、社会环境等因素有一定的关系，在多重困难下，SMIC发展的难度自然非比寻常。晶圆加工环节的工序极其复杂繁多，但凡一个地方有细微的差错就会导致整块晶圆报废，这需要所谓的“量产技术”和“统合技术（Integration Technology）”，需要大量的、有多年行业经验的专业人才、吃苦耐劳精神、以及戮力同心的团队精神才能出成果，才能保障“正品率”，才能产生竞争力，才有机会参与全球供应链分工。

10年、20年弹指一挥间，曾经带着光荣使命、被寄予厚望的SMIC，从当初曾与TSMC实力接近，到如今难以望其项背，而如今光刻机等尖端设备的封锁困境更甚于以往。不过，值得欣慰的是，近几年SMIC在经历了诸多风波之后，已重新理顺了各种复杂的关系，摆正航向，聚拢人才，在风起云涌的产业大潮中披荆斩棘，奋力前行。

中国大陆是全球半导体器件的最大市场，但供应严重依赖进口，本土品牌存在感较弱，且面临技术封锁困局，但好歹也经历了这么多年的风雨洗礼，积累了一定的经验，在设计、制造、设备、材料及配套技术上有一大批后备企业，在封测和显示面板等领域竞争力增强，代表性企业有长电、华天、通富微电、京东方等，在资金、人才、市场、机制安排等方面已有所积累和准备。困难避无可避，只能披荆斩棘地前行，在命运攸关的时刻，只能奋力一搏。相信时间会站在奋斗者、开放者、合作者的一边。归纳起来还有以下几方面思考：

第一、半导体产业投资周期长且金额巨大，供应链环节多，技术复杂度高，市场千变万化，并呈极强的周期性波动，这对从业者的专业性、业内经验和团队规模都有极高要求。产业雪球越滚越大，势能也越来越强，如今技术壁垒和资金壁垒均达到了惊人的程度，同时风险也在积聚。现阶段主要显现出的是先发优势，尤其在IC制造环节，几个掌握先进工艺技术的寡头垄断市场，但未来技术的方向并不明朗，市场也可能急剧波动。会不会有新的革命性技术工艺出现？会不会有像ASML这样的颠覆者出现？今日的巨头会否像尼康、佳能们那样黯然离去？而尼康、佳能们又会否卷土重来？企业究竟是选择IDM(Integrated Design and Manufacture，设计制造一体化)模式、Fabless（无晶圆厂的设计公司）模式，还是Fab-lite（轻晶圆厂，介于IDM和Fabless之间）好呢，就大多数初创企业而言，适宜选轻资产的Fabless，之后再择机向Fab-lite过渡，或最终走向IDM。

IDM模式也自有优势，因为虽然建厂会背负沉重压力，但好在不会受制于Foundry（晶圆代工厂，Fabrication意思相近）。从产业链或区域经济分布的角度来看，没两个像样的Foundry厂行么？但问题又来了，Foundry又需要多种先进设备和原材料，如果设备和材料的供应不解决好，保不准哪一天又会出新的岔子……这还有个完吗？难不成非要逼着走回大而全、小而全的老路？并不完全是这样，如果全产业链百分百都由自己来做，别说中国，美国也不行，那得需要多少钱、多少人、多少技术和多少年呢？更何况，如果那样的话，国际分工与合作早就荡然无存了，国际市场也就消失了，产业将大幅萎缩，结果会导致研发停滞、技术停滞，企业就缺少效率、活力和竞争力，连生存都成问题。

说到底，半导体产业是典型的全球性分工合作的产业，美国的政策属逆势而行。我们要做的是扩大开放，积极拥抱一切合作与分工，建立尽量广的供应链联盟，在供应链上设置必要的风险级别和优先级别，中国台湾、日韩、欧洲、以及美国以外的其他区域供应链优先于美国；同时，必须做好供应链备份，加大技术工艺攻关力度，弥补产业链的短板，增强极端条件下供应链的协同能力，提升供应链的抗风险能力和制衡能力；另外，根本之计还在于基础科研取得成效，只有在基础性技术上获得国际市场认可，才能拥有真正的话语权，彻底扭转补了东墙补西墙的被动局面。

第二、持久战和接力赛。我们与世界先进水平有很大差距，宜树立信心，奋发有为，但不宜有老虎吃天、一步登天的想法。从历次失败中汲取教训，走出周而复始的“投资-失败、再投资-再失败”的怪圈，避免半导体行业重走光伏行业曾走过的冤枉路，对技术周期、市场周期、体制弊端、人才瓶颈、国际封锁、长周期效应等因素有通盘考虑和充分的预备方案。从机制上规避原地打转转，或类似错误反复发生。避免急功近利和赚快钱的思维，避免短期看似有效但长期无效，一味追求短期成果和数量、危害长远目标的作法。风物长宜放眼量，重视基础研究、创新生态，兼顾解决迫切问题与技术的引进、消化和研究，制订十年、二十年乃至三十年的发展目标和方案预案，结合实际变化及时调整，分阶段推进落实。

第三、短期工作在符合战略方向的基础上机动灵活，宜科学评价成果和绩效，不宜盲目追求立竿见影。产业政策既要发挥关键技术的攻坚作用，也要引导产业均衡协调发展；着眼于突破关键环节和业已暴露的瓶颈，同时兼顾从材料、设备、设计、制造、到封测等的全产业的生态闭环。要务实也要有开阔的视野，不能只见树木，不见森林。产业政策和各项投资兼顾市场导向和战略研究，接受社会监督，兼顾短期效益、社会效益和长期成效。对基础性、先导性、战略性技术和产品，初期可辅以适量的财政采购、适度规模的市场进行产业培育，以引导技术生态的良性循环，这样后发技术才有机会在合适的机遇期一跃而起。建立科学合理的绩效评价和监督制度，鼓励进取，包容失败，最大限度降低由机制弊端带来的损失，降低试错成本和资源浪费，将客观性失误同肆意挥霍、失职懈怠区分开来。

第四、提升供应链的竞争力和制衡能力。除了建立广泛的、互利互惠的供应链联盟、及弥补短板、均衡发展之外，重要的还有培育某种独特的供应链能力，像日韩和中国台湾那样成为某一个或几个单项冠军，可以是技术、材料、设备、工艺、以及底层基础能力等的任一环节，其能力几乎无法被替代或短期内很难被替代，拥有这种能力，供应链才具有竞争力，被随意攻击的可能性会大大降低。

第五、尊重和培育企业家精神、专家精神。企业可结合市场需求和技术趋势，力争先凭借细分领域的微创新突出重围，然后再追求长远发展和规模效应。产业链宜培育多样繁荣的企业群体，比如一定数量的规模型、支柱型企业，和细分领域数十万、数百万有“一技之长”的小微规模的隐形冠军型企业；再比如国有资本投资的企业，外资投资的企业，和民间资本投资的企业，等等。只有百花争艳，才有技术和人才的长期的激荡和积聚。

第六、构建长期的全面的半导体人才梯队培养和服务体系。业内预测2020年大陆IC专业人才需求约72万，但缺口仍有32万，尽管这个缺口在逐年减小，但业界人才供不应求的状况，仍会加剧跳槽和挖角，这不利于技术长周期型企业和行业的发展。业内技术人才成长周期长，且与互联网、通信等行业相比薪酬缺少吸引力，以及家庭原因、生活配套、子女教育等因素，均不利于人才队伍建设。大陆半导体产业急需各类领军人才，研发、设计、制造团队，和工程师、技术员、作业员。业界资深人士建议从高校和科研单位培养机制、海外尖端人才引进、以及生活配套改善等方面多管齐下。

第七、培养创新机制、土壤和文化氛围。培育从高校、科研院所、企业、到民间科研力量的创新能力，建立技术研究联动机制，破除束缚创新的有形和无形的牢笼。除了应用创新、功利创新，也要多一些基础创新、底层创新和公共产品创新，让当代中国的发明创造为人类社会献一份力。改善监督机制，发挥新闻媒体和社会监督的力量，建立有效的鼓励创新和造假追责制度，提升大学和科研院所的创新含金量，促进发明创造产业化。

第八、培育常态化机构，研究半导体产业运行规律，动态研判瞬息万变的市场和未来技术趋势，类似DARPA、SIA、SEMATECH、SRC、SIRIJ、STARC等组织，不管是官方还是民间的，以提升专业性和前瞻性为目标，有全球视野和未来眼光，能给予客观的、独立的意见，少些官僚习气和套话空话，多接地气，听取不同意见和专业人士的批评，了解前沿信息、企业实情与市场需求，能真正发挥服务性、专业性和协调性作用。观察技术、市场和时局能透过现像看本质，能充分联想和想象，预判未来的多种可能性，并给出应对策略。

第九、降低发展先进技术的负面影响。长期以来，像房地产这样的低效的经济形态，挤占了半导体等先进技术行业的资本、人才等发展资源，客观上产生了对先进技术的挤出效应。发展先进技术的有利条件是，社会资本会自发地投向知识密集型产业，高素质人才会自发地流入技术创新和创造社会财富的领域，这需要从制度和产业政策等方面引导资源配置。

第十、由财政出资或社会兴办大型实验室等公共产品和服务，配套建立便捷高效的开放使用平台，为企业、事业单位和社会公众提供先进技术的配套服务和支撑。

第十一、有条件的企业可考虑垂直整合、强关联性业务整合，尝试产业融合发展，在上下游融合中孕育新技术，实现技术突破，这方面日韩等国家的家电企业和半导体企业已经有很好的示范，我国一些企业也有探索先例，比如比亚迪对电池、IGBT和整车等的业务整合，TCL由彩电向显示面板的业务整合，尤其应支持类似华为这样的有先进技术和人才、充满奋斗精神的企业，在半导体设计、制造、设备、材料以及软硬件配套等领域有更多建树。规模型企业可科学探索多元化经营，企业文化宜伴随技术同步转型，避免思维僵化。

一个经济体的半导体产业强大与否，表面看是尖端技术的突破程度，实际上体现的是其工业体系的深度与广度，是对基础科研的重视程度。我国拥有最全的工业门类，但与发达国家相比，隐形冠军少，工业底子不扎实，在材料、设备、工艺制程和工具平台等方面仍有很大进步空间。缺乏科学精神，重应用而轻基础，多权宜之计而少长久之计，重局部而忽略整体，被现像迷惑而忽略本质问题等倾向阻碍了技术进步和发展的质量，这是在向市场经济转型过程中出现的问题。有专业人士认为因为我们的体制、人员素质、以及过去半导体产业的失误和失败，所以我们无法取得IC制造的成功。对此，我们不敢苟同，企业也丝毫没必要有情绪反弹，重点是在事实上见真章。同时，业内可以这些意见为鞭策，以卧薪尝胆的精神，披荆斩棘，奋力向前。

当前，新冠疫情和国际局势交错影响着世界经济和科技发展走势，企业处于全球性的市场竞争和资源配置体系中，只有长期连续的积累，才有机会脱颖而出。半导体产业链异常庞大，异常复杂，异常精细，涉及到犬牙交错的国际分工，涉及到数学、物理、化学、计算机、通信、微电子、材料、机械等等多学科知识，从实验室到产业化有个客观的、循序渐进的过程，终极成效的取得需要持续不间断地投入资金、人才、技术、市场等配套因素，缺一不可，如何保持长期吸引和汇集这些发展要素，避免被经济周期和技术迭代周期洗出局，至为关键和重要。

在PC、手机之后，下一个巨大市场可能是汽车电子、IOT、AI，等等，但具体到这个市场究竟在哪里、何时来，最终还是会以自下而上的方式先被市场所发现。业内应理性认识国际分工与供应链的内核，以及产业迁移的发展路径并提前应对，正视技术后发的不利因素，在变化中发现和把握机遇。面对市场和技术的双周期，企业要有充分的调研分析判断，在保持战略定力的前提下机动调整，实施相应的产能和投资策略，在低谷时扛得住风险，保持技术研发的连续性，有条件的企业可研究和尝试反周期策略。当我们孤身面对强悍的劫匪时，争吵不是重点，决心、行动、智慧和耐心才是最最根本的。

后续将分享介绍支撑半导体器件的材料和设备等供应链内容，欢迎关注收听喜马拉雅听书同名专辑。谢谢！

参考资料：

1、“芯”想事成：中国芯片产业的博弈与突围，陈芳董瑞丰，人民邮电出版社，2018年8月

2、十年磨一剑---集成电路产业历史回顾和发展规律探讨，王永文，王阳元，中国集成电路，2007.3

3、中芯国际辉煌二十年发展历程2020-4-3振王府图书馆，360个人图书馆

4、公司内部内讧，中芯国际：我也很无奈啊，2019-04-12，与非网

5、我国电子产业发展历史，百度文库，许家四，2020-3-20

6、集成电路发展历程及未来展望，阚凯，蝌蚪五线谱，2017-11-20

7、集成电路的过去、现在和将来（一）世界集成电路的发展历史，集成电路应用，王龙兴，2014年1月

8、集成电路产业50年回眸朱贻玮，电子工业出版社，2016-3

9、芯片历史的4次拐点，甲子光年，虎嗅网，2019-06-12，

10、1985：中国芯奇点，陈伊凡，底层设计师，2020-05-13