中科院半導體所：美國已擰熄“燈塔”，我們進入黑暗森林

近期，中國科學院半導體研究所研究員駱軍委與中國科學院院士李樹深在《中國科學院院刊》發表了題為《加強半導體基礎能力建設 點亮半導體自立自強發展的“燈塔”》的文章，引起業界廣泛討論。

該文章就中美科技戰中的“芯片戰”形勢進行了深刻分析，指出當前在“逆全球化”下產業鏈“脫鉤”愈演愈烈的背景之下，我國半導體發展所面臨的困境，并給出了突破困境的建議。

文章指出，中美科技戰暴露了我國關鍵核心技術被“卡脖子”難題。雖然半導體基礎研究在過去幾年受到了很大重視，但包括學科設置、協同創新、基礎設施、研發投入、評價機制、研究生名額等半導體基礎能力并沒有得到根本性改善，難以支撐半導體科技高水平自立自強。

作者分析稱，在這場沒有硝煙的戰爭中，美國如今擰熄了“燈塔”，我們進入“黑暗森林”。

“黑暗森林”的概念，來自于劉慈欣的小說《三體》，指一旦某個文明被發現，就必然遭到其他文明的打擊。美國近幾年對我國半導體發展的打壓，恰如黑暗森林法則所指。

自從2018年中興事件以來，美國開始持續對中國半導體發展的打壓，制裁政策不斷升級，破壞現有全球半導體產業生態，不斷拉攏荷蘭、日本、韓國等其它國家加入其陣營，意圖“鎖死”我國高端芯片的研發與制造。

如今對于美國的霸權主義、長臂管轄，我們已經對取消制裁不再心存幻想，因此，作者客觀、冷靜地分析了當前我們的優劣勢所在，以幫助業界對國內半導體發展形勢擁有更加清晰的認知，繼而有的放矢地推進國產化替代的進程。

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我國亟需加強半導體基礎研究能力

中科院的這篇文章指出，基礎性研究不足，是我國無法改變“卡脖子”困境的根本原因之一。

“2022年8月11日美國宣布對我國禁運下一代GAA晶體管的EDA軟件，意圖把我國的半導體產業“鎖死”在FinFET晶體管技術。全球半導體物理和微電子領域的基礎研究成果都被整合在EDA工具的工藝設計套件（PDK）中。我國各芯片企業通過購買EDA公司的PDK包共享全球半導體基礎研究成果，導致我國決策者、政府人員甚至產業界都認為，沒有半導體基礎研究也可以發展半導體產業。”

反觀美國，近幾年則正在加強半導體基礎研究能力。

2022年8月9日，美國總統拜登正式簽署《芯片和科學法案》（下稱“芯片法案”），以促進美國半導體研究和制造。

該法案共分為三部分，投入上千億美元用于半導體研究，主要目的是對抗中國

“芯片法案”除了對美國本土芯片企業提供巨額補貼外，還將拿出110億美元用于資助半導體的研究和開發。根據該法案， 美國國家科學基金會將新成立一個技術、創新和伙伴關系理事會（TIP），專注于半導體和先進計算、先進通信技術等領域的發展。這些舉措，無一不顯示出美國對于基礎研究的高度重視。

作者認為，我國受“科學無國界”與“全球化”理念的影響，忽視了學科方向和研究領域的差異，科研資源向易發表高端論文的新興熱點方向加速集聚，越是靠近產業應用的基礎研究越沒人做，導致現在我國半導體基礎研究能力薄弱。

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我國半導體發展面臨的問題與建議

作者認為，造成我國半導體發展被“卡脖子”這一局面的原因主要有以下四點：

• 半導體物理人才嚴重短缺

中微半導體創始人、中國刻蝕機之父尹志堯曾公開表示，他之前在英特爾工作時，發現許多組長、高管、一線研發人員中，不乏華人身影。任正非也曾說，我們花高價買回的設備，拆開后發現許多核心零件竟然是中國人研發。

可見，人才流失是制約我國半導體發展的一大關鍵因素，因此中美科技戰的背后，也是一場人才爭奪戰。

• 半導體基礎研究投入嚴重不足

長期以來，美國每年的半導體研發投入超過全球其他國家總和的2倍，我國的半導體研發投入長期不足美國的5%。

2011年和2021年，美國在半導體的研發投入比例分別占全球54.5%和55.8%，而中國大陸這一支出在全球占比不超過5%

此外，美國除擁有數量眾多的世界一流大學外，其各大半導體巨頭都擁有龐大的基礎研究部門，如貝爾實驗室和IBM實驗室等。而我國半導體基礎研究的基地數量稀少。

• 評價機制不利于半導體基礎研究

在當前論文為綱的評價機制下，傳統半導體的基礎研究不但投入大、門檻高、周期長而且難以發表高端論文，這導致各示范性微電子學院集中在新興熱點材料方向開展“換道超車”研究。

• 缺乏協同創新機制

美國善于集結全球頂尖機構與人才，共同進行基礎課題研究，整合全球頂尖智慧，以占據半導體產業領導地位。而中國目前沒有類似機構來進行協同創新。

針對以上問題，作者給出了以下5條建議：

1. 建立健全跨部門協調機制

2. 恢復半導體物理專業

3. 建設半導體基礎研究網絡

4. 建立區域聯合創新平臺

5. 深化科技體制改革，用好“指揮棒”

作者表示，在半導體技術的源頭和底層進行理論創新，提前布局ZL設置“關卡”，是解決半導體關鍵技術“卡脖子”難題的一種有效策略。

總 結

自美國開始扼殺中國半導體的發展以來，業界不乏悲觀論調。中科院刊文中“黑暗森林”的警示，則讓業界再次緊張起來。

不過我們也應看到，雖然美國的制裁暴露了我國半導體的弱點，但從另一方面反映出，正是因為我國近年來取得了重大進步，才會引起美國警惕。

近二十多年來，中國半導體的發展進入“黃金期”，2021年中國半導體市場規模首次突破萬億元，2016-2021年年均增速達到19.3%，高于全球平均水平。中國廣闊的市場空間、政府政策的大力支持、資金的持續投入，都是我們與美國霸權抗衡的資本。

發展才是硬道理，只要我們堅定信心，潛心研究，相信道阻且長，行則將至。