正文
本文原载《文化纵横》2025年第1期,原题为《
中国为什么要在传统芯片上形成竞争优势
》,
仅代表作者观点,供读者参考。
面对美国发动的技术战,中国半导体工业在扛住早期的打压之后还取得了很大的进步。对于这些进步,
目前的相关讨论大多聚焦于先进芯片领域的攻关突破,往往忽略了另一个重大进展——中国企业在传统芯片领域进行了迅速扩张,其增长势头不仅使中国一跃成为全球第二大芯片出口国,而且有望成为全球最大的芯片制造国。
但是,由于传统芯片往往被认为技术落后和缺乏财务效益,这一进展的性质和意义至今没有得到充分的讨论,甚至被错误地认为是一种导致产能过剩的行业内卷。
本文从技术进步和工业发展的视角出发,
证明中国在传统芯片领域的扩张实际上有着极为重要的意义。
传统芯片虽然采用相对成熟的制造工艺,但同样存在着大量的技术创新机会,而且在应用规模上远超先进芯片。因此,在领先者主导着先进芯片领域的情况下,发展传统芯片能够使后进者发展出独特的竞争能力。国际半导体工业的历史经验则进一步证明,成功的后进者
(无论是国家还是企业)
往往是通过在传统芯片领域持续扩张而成长起来的。
对于中国而言,
在传统芯片上形成竞争优势不仅是对美国在先进芯片领域“卡脖子”的战略反制,更是发展本土产业链和自主发展技术的关键环节。
在美国再次对中国半导体工业极限施压的背景下,中国绝不能“自缚手脚”地限制传统芯片的扩产。
传统芯片是最近几年才兴起的一个概念,泛指以相对成熟的制造工艺而生产的集成电路,也被称为“成熟制程芯片”。相对于采用最先进世代的制造工艺生产的先进芯片,传统芯片往往被认为是不重要的:第一,传统芯片并不处于制造工艺的最前沿,在技术上显得“落后”;第二,传统芯片的市场价格远低于先进芯片,在经济上显得效益低下。因此,在美国发动技术战之后的很长一段时间,无论是中国还是美国的相关讨论都缺乏对传统芯片的关注。
然而,这种认识实际上低估了传统芯片的技术潜力和产业价值。
传统芯片并不等于技术落后,只是产品形式比较稳定,而且仍然存在着大量的技术创新机会。
从产品和技术的互动关系出发,每一种产品都可以被视为由若干技术
(以零部件或工艺的形式)
组成的系统。但产品的性能特性
(例如功能、成本、形状等)
并不是由任何一项技术所单独决定,而是同时取决于其他技术的性质,以及定义了技术如何发挥作用的产品架构。对于半导体工业而言,开发和生产芯片在总体上需要经过设计、制造、封装测试三个主要环节,制造工艺只是芯片技术的部分内容,而不是全部。
因此,即使采用成熟的制造工艺,传统芯片仍然在设计环节和封装测试环节有着开发和应用先进技术的空间。
在工艺节点给定不变的情况下,通过采取新的材料、设备乃至新的加工技术,同样可以改进传统芯片的质量和成本。换言之,所谓的传统芯片和先进芯片只是存在不同的技术特征和演进方式,但在产品层面并没有绝对的先进和落后之分。
更重要的是,相对于先进芯片,传统芯片的一个独特优势是具有更为庞大和稳定的应用规模。
作为一种工业中间品,芯片的应用规模大小在很大程度上决定了技术进步的机会大小。虽然一些关键技术领域必须使用先进芯片,但传统芯片恰恰由于制造工艺稳定和市场价格较低的特征,而被广泛应用于汽车、消费电子和机械设备等重要经济部门,每年需要消耗全球芯片产量的70%才能满足需求。这些下游工业部门的技术变化,往往为传统芯片的技术进步创造了更为广泛的市场机会。例如,汽车工业的智能化和电动化趋势正在带动传统芯片的新一轮技术创新,特别是大量采用碳化硅等第三代半导体材料。正是因为传统芯片的产业价值远远高于表面上的财务价值,即使是领先者也不愿意彻底放弃传统芯片市场,例如几乎垄断了全球先进芯片代工业务的台积电仍然保持着相当比例的成熟制程产能。
但传统芯片也是领先者难以兼顾的薄弱环节,因为传统芯片和先进芯片在产品性质和市场需求上存在巨大差异。
由于先进芯片的市场价格高且应用规模有限,所以领先者可以在生产成本较高的情况下以相对较小的生产规模实现盈利;传统芯片的市场价格低,但应用规模庞大,必须以较低的生产成本进行更大规模的生产才能有利可图。如果借用美国创新学者提出的概念,将企业围绕产品开发和应用而构成的嵌套商业系统视为一个特定的“价值网络”,那么经常发生的一种情况是:由于价值网络反映了用户对产品性能特性的优先偏好
(例
如是成本优先还是性能优先)
,而领先者的能力是基于先进芯片的价值网络不断强化的,所以它们往往无法及时发现和利用来自传统芯片的市场需求和技术变化
。