金鐘：美國芯片產業，靠什麼走到今天？

【文/觀察者網專欄作者 金鐘】

1981年，一直領先世界的美國芯片廠商第一次在內存芯片市場上輸給了日本企業：日本在內存芯片（64K-DRAMs）上的全球市場份額首次超過美國。到了1987年，日本在該市場上所佔的份額達到了80%。

來自日本的競爭威脅，讓美國的芯片行業感到了嚴重的危機感。但是美國本土企業在競爭壓力下被迫削減成本，連研發資金也經常被砍掉。同時大學裏缺少半導體相關專業，後備人才匱乏。1982年初，全美大學裏半導體相關專業的研究生總數還不到100人。

之後的歷史大家都已經知道了，美國對日本的反擊在我們以前的文章裏曾經詳細地討論過：在《廣場協議》之外，美國採取反傾銷、徵收關税、以及貿易協議等等方式對日本芯片行業進行了嚴厲打擊。

要知道，美國打壓日本的外交措施我們瞭解之後可以準備預防措施，但是中國很難模仿和複製這些外交手段。而對美國內部如何推動芯片產業研發的政策措施卻是可以採取“拿來主義”的態度，從中選出適合中國國情的部分加以調整運用在國內的產業科研體制上。

1982年，美國多家芯片企業聯合設立了Semiconductor Research Corporation（以下簡稱SRC）。經過近四十年的發展，SRC的會員目前有20多家芯片企業，包括AMD，英特爾，台積電，高通，三星等等。當前SRC的資金資助了1200多名研究生進行半導體相關方向的科研，歷史累計資助的研究生數量則達到了12000人的規模。

SRC設立的初衷是通過企業投資和政府撥款，共同分擔一部分美國半導體企業的科研投入。在70年代末80年代初，美國芯片企業面臨日本的競爭，各企業為了控制成本，不得不開始控制研發投資，而許多企業互相提防，又導致大家針對類似的科研項目重複投資。於是,一部分企業決定聯合起來共同出資聘請大學和科研機構的科學家來承接企業急需的科研項目，而這些科研項目的知識產權或者專利在參與成員企業之間免費共享，對成員以外的企業則會收取正常的專利使用費。

後來SRC又爭取到美國政府投資，這樣各個企業的投入又起到了槓桿作用，爭取到了更多的研發資金。而由於美國大學和研究所的科研項目的實際動手人很多都是在讀的研究生，通過大筆新增科研資金的吸引和實用性科研項目的考驗，參與SRC的芯片企業也為自己招聘大量高素質的技術工程師和科研人員找到了一個理想的渠道。

SRC最初的成員都是美國企業，其目的是為了在和日本半導體競爭的“國戰”中取勝。到了90年代後期，美國終於贏得了半導體產業競爭勝利的時候，SRC開始放開會員資格，接納美國之外的芯片企業的加入。

當地時間9月9日，拜登出席俄亥俄州英特爾新芯片工廠的奠基儀式。圖片來源：彭博社

SRC資助的科研項目跟一般大學科研院所的科研項目有什麼差別呢？

SRC發現那些基礎性科研和具有長期戰略意義的研究往往更適合由大學研究所自主進行，或者是各個芯片大企業內部單獨推進。SRC內部有一個技術指導委員會，組成人員都是各個芯片企業的中層技術骨幹。他們定期開會，確定研究項目內容和研發資金的投入方向，然後他們對於研發項目進度及時跟進和反饋，當科研人員做出成果之後，這個技術指導委員會的成員會對項目成果進行評估，確保科研成果可以及時應用在企業生產之上。

同時，由於這些骨幹從科研項目的立項到研發到成果評估都在一直跟進，他們所在的企業也會在第一時間掌握這個科研項目產生的任何進展，這使得科研成果可以迅速地在會員企業之間傳播開來，對生產力形成最大的促進。

由於這些企業技術骨幹在科研資金的使用上具有決定性的話語權，SRC科研有非常強的實用性導向。絕大部分研究課題如果不能在一兩年內產生立竿見影的實際效果，比如改進生產線的效率或者提高工藝良率，那麼SRC往往就會決定中止和這些研究學者的合作項目。而那些成功解決了企業當前技術難關的大學教授和研究所科學家們，則會持續不斷地得到新的研發資金的支持，形成一個良性循環。

1997年時，全美81所高校中共有212名教授參與了當年的SRC研究項目。今天，美國半導體領域的學術界研究者，大多數都和SRC有過合作研發的經歷。

在SRC成立5年後，14家美國芯片製造企業在1987年又聯合成立了the Semiconductor Manufacturing Technology Consortium (以下簡稱SEMATECH)。這個SEMATECH組織和SRC類似，也是各個會員企業聯合出資，帶動政府投資就芯片製造工藝進行共同研發。

到了1990年前後，SEMATECH將研發投資重點轉移到美國的芯片製造供應鏈的設備和原料的科研投資上，又聯合幾十家美國芯片產業鏈上的供應商組成了相應的聯盟與SEMATECH深度合作。這樣做的一個主要目的就是建立一個完全由美國製造的先進芯片設備供應鏈。

SEMATECH的研發投資模式與SRC類似，但是由於製造業生產線的重資產特性，SEMATECH的投資規模和人力投入都比SRC要大得多。他們的運行模式也是由會員企業的技術骨幹組成了相應的技術指導委員會，將芯片製造業提升工藝和產品創新過程中對於設備和原料的新要求分解成眾多技術環節，向供應鏈聯盟企業以及大學和科研機構尋求技術解決方案，並與供應鏈企業一起分擔新設備、新原料、新工藝的研發和製造資金。

SEMATECH有自己的示範性生產線來驗證新開發的各種芯片製造設備、工藝和原料，甚至要求會員企業“出租”相關技術骨幹在SEMATECH全職工作2-3年來跟進各個研發項目。

當然，SRC和SEMATECH在1990年代後期之後，由於當時全球化趨勢的影響，逐漸淡化了自身的國界標籤，進化成為一個國際性合作組織。在國內面臨逆全球化威脅的今天，這兩個組織在80年代和90年代前半段的經驗教訓更加值得我們參考。

同樣的，日本和歐洲也曾經成立過類似的全行業聯合研發體制，其中日本（Very Large Scale Integration consortium, VLSI）的成功經驗和歐洲（Joint European Sub-micro Silicon Initiative，JESSI）的失敗教訓也值得我們仔細研究，限於篇幅，這裏就不再贅述。

今天，中國芯片行業面臨的許多挑戰和1980年代的美國芯片企業有着相似之處。

受到企業營收規模有限的限制，中國芯片企業的研發資金依舊不足。同時，國內半導體方面的大學教育和科研也是剛剛過上好日子，就在五六年前，半導體相關專業畢業的學生還大量轉行碼農，也就是最近兩三年它才成為熱門專業。許多新開設半導體專業的學校存在着積累不夠的問題，培養的研究生從數量到質量都與國外頂尖高校有着差距。

這兩個問題幾乎就是1980年代初美國芯片企業面臨的困境的翻版。當然，1980年時的美國芯片企業在全球十大芯片企業中佔了六席，他們那時的生存狀態還是好過當前國內企業的。

國內芯片企業面臨的問題其實也是許多國內產業在發展初期都遇到過的共同問題，如果給予足夠的時間來調整，這些問題都會在發展中逐漸解決。但是關鍵就在於當中國芯片企業剛剛露出一些有所起色的苗頭的時候，就已經面臨着被人壓制的風險。

因此，我們需要儘快建立一個立足整合國內科研資源，為芯片設計、製造產業以及整個國產供應鏈的所有企業研發提供支持的聯合研發機制。

神威·太湖之光”超級計算機使用的國產芯片特寫 新華社發

國內目前已經有芯片企業和個別高校之間組成的研發合作項目，但是這些都是個別高校和個別企業之間的小規模合作，與美國那樣的全國全行業的大規模統合型合作相差甚遠。

比如説由學校和研究所主導的研發合作更多的着眼於遠期前瞻性研發和理論突破。而由於國內半導體產業的落後處境，我們目前還處於趕超國外先進水平的階段，相關企業面臨的挑戰更多集中在中短期的工藝工程方面的問題和困難，美國SRC與SEMATECH的經驗更適合解決企業生產中面臨的科研困難。

與美國的經驗不同，在國內建立類似聯合研發的機制首先需要中央政府出面協調企業和科研機構，尤其是涉及整個產業鏈上的不同地區、不同產業、不同部門的眾多單位，只有中央政府有能力協調組織起來。其次，聯合研發的資金除了參與企業投入之外，主要的資金來源還是需要國家投資。最後，在資金使用的監督和監察防範舞弊方面的職責毫無疑問也需要中央政府部門領頭承擔。

聯合研發如果想要做出成果，關鍵條件就是需要由芯片企業和供應鏈企業的具體技術主管們來主導課題選擇和成果評審。以往由學術界和政府主導的科研投資，往往重視論文發表和引用，實驗室條件下做出一個樣品通過其他學術專家的評審就算是課題成功了。但是這些學術研究成果轉化成工業界實際產能的比率較低。

而由企業技術骨幹來確定投資項目和評審研發成果，就是儘可能保證這些研發成果可以儘快投入使用，解決芯片及設備行業在實際生產和技術升級時面臨的工藝、工程難關。而大學和研究所參與這些項目研發的研究生們，有了更貼近實用的研究經驗，他們會比之前更適合企業科研的需要，既有助於學生就業，也有助於提高企業研發能力。

這樣一個聯合研發的機制必須是覆蓋整個芯片產業鏈的，不但包括芯片製造和設計行業，而且包括芯片製造設計設備、軟件以及原材料生產行業。因此，承擔研發項目的大學和科研機構也將包括電子、化工、機械、精密儀器、光學、軟件開發等等眾多專業和領域。而研究成功的技術解決方案也可以在參與企業之間免費推廣，迅速促成研發成果的落地和傳播。而從提高大學研究人員的參與積極性出發，除了研發資金的支持，他們解決企業技術難關的貢獻也應當成為職稱評定中的參考標準。

面對外國封鎖和別人持續加大的投資力度，國內已經不能再繼續依靠各個地區和部門小團體單獨作戰，現在急需要將國內有限的科研人力和資源統合起來，擰成一股繩，以解決企業面臨的最急切的技術缺口。

過去中國有過類似的研發協調機制，比如在製造原子彈和火箭的時候，國內都協調全國資源組織了類似的專項研發體制。現在國內的經濟條件和可以動員的資源總量同60年前相比，可謂是天差地別。而美國SRC 的先例也給我們提供了充分的經驗教訓。

他山之石可以攻玉，美國SRC體制從正式提議到第一筆科研資金髮放總共經歷了兩年時間，希望國內能夠發揮自身的獨特優勢，儘快建立起一個可以統合所有科研資源的有效動員體制，讓國家投資可以取得最大的回報，讓中國自己的芯片產業鏈獲得更快的發展。

本文系觀察者網獨家稿件，文章內容純屬作者個人觀點，不代表平台觀點，未經授權，不得轉載，否則將追究法律責任。關注觀察者網微信guanchacn，每日閲讀趣味文章。