时间:2024-05-04
朱明明
(国家信息安全工程技术研究中心,上海 201103)
集成电路产业是国民经济和社会发展的战略性、基础性产业,在推动经济发展、社会进步和保障国家安全等方面发挥着重要的核心基础作用。近年来,在国家集成电路产业发展基金及相关政策带动下,我国集成电路产业快速发展,并取得了长足进步,但核心技术受制于人的局面仍然没有改变,产业发展主导权基本被国外所把控。
***总书记多次在讲话中强调,核心技术受制于人是我们最大的隐患,要紧紧牵住核心技术自主创新这个“牛鼻子”,抓紧突破网络发展的前沿技术和具有国际竞争力的关键核心技术,加快推进国产自主可控替代计划,构建安全可控的信息技术体系。有必要深入分析我国产业安全发展面临形势和问题,提出掌控产业主导权的对策建议,力求为集成电路产业安全发展提供决策支撑。
CPU是信息设备和系统的核心部件。集成电路或称微电路、微芯片、芯片,在电子学中是一种把电路(主要包括半导体装置,也包括被动元件等)小型化的方式,并通常制造在半导体晶圆表面上。集成电路概念范畴很大,包括通用CPU、嵌入式CPU、数字信号处理器(DSP)、图形处理器(GPU)、内存芯片等。在计算机、手机等信息设备和系统中,CPU是运算和控制中心,承担着处理指令、执行操作、控制时间、处理数据等功能。CPU是集成电路中技术最密集、最具有战略价值的产品,可以说,没有CPU,信息设备和系统将如同缺少了“心脏”。鉴于CPU的战略价值和地位,一国只有掌握CPU核心技术,才有可能摆脱信息领域产业受制于人的局面,实现产业的安全发展。
一是集成电路核心技术仍掌握在美等少数国家和企业手中。
总体看,全球主要高端芯片设计、生产和供应企业集中在美国,核心技术主要掌控在英特尔、AMD、高通、ARM、三星等企业手中。从CPU市场看,Intel、AMD的X 86处理器在PC和服务器领域占据主导地位,呈现两家竞争、一家独大的局面,如Intel在服务器领域占据了99%以上市场份额,PC领域Intel和AMD两家占领了99%的市场份额;手机CPU市场,国际主流产品以ARM为主,包括高通、海思、联发科、展讯等都属于ARM架构阵营。
从DSP、GPU等市场看,核心技术掌握在美国TI、AMD等企业手中。
二是美等西方国家对我国实行严密的技术封锁。一方面,美国颁布了《出口管理法》《出口管理条例》等,建立了出口管制的法律制度体系,严禁违法向其他国家提供硬件、软件和技术等美国产品。另一方面,美国与澳大利亚、英国、德国、法国、日本等30多个国家签订了《瓦森纳协定》,对先进材料、电子器件、电信与信息安全等产品实施出口管制。此外,美等国家在核心技术领域一直警惕我国的收购,多次以国家安全为由,叫停我国对国外芯片厂商的收购。
一方面,国际巨头以占据国内市场未目的,加强与国内企业的合作。随着国家对网络安全问题的日益重视,政府部门、重要信息系统应用单位等都在积极采用国产产品。在此背景下,国际巨头摆出“开放姿态”,与国内企业合作,合作模式包括架构授权、资本运作、合资公司等。但是,这些合作很多都没有涉及知识产权的转让,合作的目的也主要是占据国内市场,尤其是以国产化名义进入党政军、重要信息系统等核心领域。
另一方面,国际巨头的合作策略加剧国内对其核心技术的依赖,影响我国自主能力形成。与国际巨头合作,可以充分利用国外产品业已形成的软硬件生态,在短期取得一定的进展,但长期看容易造成国内企业继续依赖现有国外IT生态的惰性,对建立自主可控的信息产业体系产生影响。从其他产业经验看,采取合作策略,是国际巨头强化对国内产业控制的有效途径,合作策略的成功实施,加剧了对国外核心技术的依赖,产业发展丧失主导权,如汽车产业的惨痛经验。
从技术角度来看,当前全球集成电路产业正处于技术变革时期。摩尔定律推进速度已大幅放缓,集成电路技术发展路径正逐步向多功能融合的趋势转变,围绕新型器件结构的探索正成为集成电路技术创新的主要焦点,物联网、云计算、大数据等迅速发展,引发CPU计算架构发生变革,由英特尔公司所构筑的X 86架构垄断正逐步被突破。加之我国在计算机、移动通信等领域具有庞大的市场需求基础,这恰好为我国集成电路产业追赶国际先进水平创造了难得的机遇。随着技术和资金等门槛不断提高,集成电路跨国企业正酝酿着大规模兼并重组,为我国企业在全球范围内获取先进技术、优秀人才以及市场渠道创造了有利条件。
当前我国当前芯片发展的技术方向基本涵盖了国际所有技术方向,如独立自主路线有龙芯(Mips)、申威(自主指令集)、飞腾(Sparc)、北大众志(Unic or e)共四种路线,加上引进消化吸收的兆芯和海光(X 86)、中晟宏星(Power)以及天津飞腾(Arm),共有七种技术路线,涉及的企业多达十几家,存在较严重的布局碎片化问题,缺乏整体统筹,存在重复引进现象,导致国家资金分散和浪费,加重了国内芯片产业同质化竞争。
从国际上看,集成电路产业已经是十分成熟的产业,技术成熟度非常高,核心知识产权主要掌握在几家大型跨国公司手中,由于技术基础薄弱,我国在核心技术知识产权上很难摆脱受制于人的问题。如在知识产权引进方面,由于合作企业众多,合作条款多样,很可能存在授权上的漏洞,从而导致引进不完整、技术升级重新引进等问题,特别是很多合作都会限制企业再创新,甚至由于美国在高技术出口管制方面有严格的法规,部分外企可能单方面停止合作,如中兴受到美国制裁甚至可以影响联发科对其供货。
从整体上看,我国芯片产品与国外仍存在较大差距,整体竞争力仍不足。对于自主芯片厂商而言,其产品与国外差距仍保持“二代十年”的距离。对于引进芯片厂商而言,由于引进非最新产品、核心技术能力差距等问题,产品性能仍与国外主流产品有差距,引进技术但无法与国际厂商在开放市场竞争,仍是引进芯片厂商面临的最尴尬局面。
由于我国在芯片研发生产方面的基础较弱,人才严重短缺,随着芯片设计厂商快速增多,这一问题更加严重。相关调研显示,我国各芯片设计厂商往往技术团队数量仅有几百人,与国际主流厂商差距较大,而芯片设计生产核心技术消化吸收周期较长,培养国内技术团队一般要2-3年时间,能否消化吸收都成困难,自主创新能力则更加薄弱,这已经成为我国芯片产业安全发展的核心问题。
实现产业安全发展需将重心放在基础能力的培养上,为实现真正的自主创新积蓄力量。
一是加快推动实施网络安全审查、安全可控评价标准等政策标准规范,引导集成电路企业培养人才队伍,加快引进消化吸收进度,不断提升自主创新能力,累积集成电路核心技术方面的自主知识产权。
二是充分利用全球资源,鼓励企业建设海外研发基地,积极引进国际先进技术、人才等核心资源,积极通过资本运作、技术合作等形式获取资源,建设稳定的供应链系统。
三是依托国内巨大的市场和资本优势,整合现有产业链上下游,扩大国内集成电路企业市场占有率,提升国内集成电路行业话语权,形成一定的市场竞争力。
产业安全发展需整合资源,将技术发展方向收敛到一到两条,并形成完善的生态体系,做大做强集成电路产业。
一是整合国内技术和人才资源,组织开展联合攻关,推出我国主导的开源指令集架构体系,形成对应的制造工艺,形成自主知识产权的核心技术体系。
二是依托行业联盟和产业链上下游企业,构建针对该架构体系集成电路产品的生态体系,实现现有信息化系统和应用的平滑过渡和平衡迁移,鼓励和引导国内集成电路企业推出该架构体系兼容产品,在特定领域试点和推广。
三是加大自主创新力度,组织研究团队集中攻关,实现该架构体系产品在功能和性能上的快速提升,达到国际先进水平,争取成为国际主流发展方向。
四是通过集成电路行业的有序竞争,培育出在国际上具有较强竞争力和话语权的龙头企业,依托市场控制力和影响力,形成对集成电路产业链的掌控能力,形成一定的产业化基础。
产业安全发展需加大自主创新,补齐产业链关键环节,布局下一代技术方向,争夺产业发展主导权。
一是加大基础科学投入力度,提升国家资金在基础科学方面的投入比例,将集成电路制造材料和装备作为重要方向,鼓励企业参与相关研究,逐步补齐产业链关键环节。
二是鼓励和培养龙头企业,打造国际化行业巨头,掌控核心技术发展方向,在国际市场上形成市场占有率优势,实质掌握产业发展主导权。
三是加大知识产权保护力度,保护中小企业自主创新活力,形成自主创新的发展环境,维持核心技术的先进性,确保长期掌握产业安全发展的主动权。
四是持续跟踪量子芯片、生物芯片等前沿技术发展方向,抢先布局下一代集成电路技术发展方向,抢占下一代信息技术发展至高点。
本文重点介绍了我国集成电路产业安全发展面临形势,深入分析了产业安全发展中的主要问题,提出了培养基础能力、构建自主生态、抢占产业主导权等相关举措,希望能为集成电路产业安全发展提供决策支撑。
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