2021-09-13 01:41經濟日報 文/編譯任中原

半導體製造,是大陸在中美科技戰場上的一大軟肋。2020年大陸總共進口價值3,500億美元的晶片,比石油進口額還多。幾十年來北京當局致力於自力設計與製造尖端級晶片,然而大都以失敗收場。大陸的確有本土晶片工業,但最先進的晶片仍依賴英特爾、三星與台積電。
川普主政期間,由於美國半導體廠不得對華為供應晶片,削弱華為生產5G設備的能力使大陸當局益發擔憂。全球與美國同一陣線的半導體製造設備生產廠商壟斷全球,使大陸難以做到晶片自給自足。另一方面,由於新冠肺炎疫情攪亂供應鏈,證明半導體短缺對全球經濟的影響深遠,也使大陸官員了解本身的脆弱性。副總理劉鶴5月曾對大陸頂尖的科學家表示,「對我國而言,科技創新不只是為了成長,而是攸關生存」。
全國一盤棋攸關生存
習近平授命劉鶴負責翻盤。劉鶴制定的計畫號稱為「全國一盤棋」,令人聯想到毛澤東時代大陸發展原子彈的往事,當時政府曾全面動員科學家、工廠及軍隊。雖然現在大陸已經轉型為市場經濟,但從晶片發展計畫顯示大陸仍保留了中央計劃模式的傳統。
劉鶴的策略主要是依賴複合式半導體,即通稱的第三代晶片,採用碳化矽與氮化鎵等新材料,使電子能夠移動更快,理論上可以提高處理速度。複合式半導體代表一種新生產方法,使中國有機會在此一落後不多的領域迎頭趕上。
這絕不是穩贏的賭注,因為美國及其他國家也都看中複合式晶片的潛力,且競相積極研發。但花旗集團中國區首席經濟學者劉利剛認為大陸靠走自己的路,不依附外國企業,有機會展現快速的科技進展。
中國的優勢之一,在於擁有龐大的國內市場。政府計劃從2021-25年間,共投資1.4兆美元於先進科技領域。據中國第三代半導體產業技術創新戰略聯盟指出,這些科技能夠帶動第三代晶片需求,且大陸晶片業者已經投入約108億美元來擴張這種晶片的生產能力。政府從2014年迄今,已經對兩項國家基金投資約530億美元,以協助國內半導體相關企業。
光砸錢不能解決問題
但從大陸發展晶片製造業的歷史顯示,光靠砸錢並不能解決所有難題。大陸從20多年前就開始致力於晶片產業,但一直未能達成既定的目標,諸多計畫一再難產,浪費龐大的政府資源。政府的諸多計畫雖也締造出華虹半導體與中芯國際等大廠,但從未有一家陸廠的規模能與國外大廠匹敵。由於半導體產業的特性就是贏者全拿,因此只有最大的幾家廠商才能勝出。
因此大陸始終未能趕上國外的腳步。晶片製造的實力是以奈米來衡量,亦即由晶片上電晶體閘極的寬度判定;閘極寬度愈小,晶片處理速度愈快,也愈省電。中芯國際表示可以製造14奈米晶片,但目前主要業務是製造28奈米以及其他科技已經成熟的晶片。反觀台積電,2022年就能量產3奈米晶片,技術領先中芯五到六年。
大陸即使人口眾多,但如果在發展晶片產業時只想內看,格局仍然不夠。大陸以外的市場仍比國內市場大得多,而且在全球居於主導地位的晶片廠商也都比大陸業者賺得多。再者,如果地緣緊張持續升高,大陸晶片業者遭遇到的外部障礙也將更嚴峻。這些都使現有的國際大廠能有更多的資源來加速發展先進科技,「國造國用」這套理念並不管用。
歸咎民間資金未到位
一些失敗的經驗相當慘痛。例如武漢弘芯半導體製造公司在政府支持下投入200億美元的計畫,承諾每月能製造3萬片7奈米晶圓,結果在2020年計畫失敗之前,連一片都未製造出來。國家媒體將失敗歸咎於民間投資者承諾的資金遲遲沒有到位,公司則由政府接管。
政府控管愈多,未必就能使中央計劃模式所存在的一些反生產力動能得以改善。高德納諮詢公司半導體分析師指出,這套做法以往都不管用,這次能否奏效自然令人懷疑。「半導體是高度市場導向的產業,不像太空站,只有投入最佳科技就能辦到」。
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