中科院半导体所：美国已拧熄“灯塔”，我们进入黑暗森林

近期，中国科学院半导体研究所研究员骆军委与中国科学院院士李树深在《中国科学院院刊》发表了题为《加强半导体基础能力建设 点亮半导体自立自强发展的“灯塔”》的文章，引起业界广泛讨论。

该文章就中美科技战中的“芯片战”形势进行了深刻分析，指出当前在“逆全球化”下产业链“脱钩”愈演愈烈的背景之下，我国半导体发展所面临的困境，并给出了突破困境的建议。

文章指出，中美科技战暴露了我国关键核心技术被“卡脖子”难题。虽然半导体基础研究在过去几年受到了很大重视，但包括学科设置、协同创新、基础设施、研发投入、评价机制、研究生名额等半导体基础能力并没有得到根本性改善，难以支撑半导体科技高水平自立自强。

作者分析称，在这场没有硝烟的战争中，美国如今拧熄了“灯塔”，我们进入“黑暗森林”。

“黑暗森林”的概念，来自于刘慈欣的小说《三体》，指一旦某个文明被发现，就必然遭到其他文明的打击。美国近几年对我国半导体发展的打压，恰如黑暗森林法则所指。

自从2018年中兴事件以来，美国开始持续对中国半导体发展的打压，制裁政策不断升级，破坏现有全球半导体产业生态，不断拉拢荷兰、日本、韩国等其它国家加入其阵营，意图“锁死”我国高端芯片的研发与制造。

如今对于美国的霸权主义、长臂管辖，我们已经对取消制裁不再心存幻想，因此，作者客观、冷静地分析了当前我们的优劣势所在，以帮助业界对国内半导体发展形势拥有更加清晰的认知，继而有的放矢地推进国产化替代的进程。

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我国亟需加强半导体基础研究能力

中科院的这篇文章指出，基础性研究不足，是我国无法改变“卡脖子”困境的根本原因之一。

“2022年8月11日美国宣布对我国禁运下一代GAA晶体管的EDA软件，意图把我国的半导体产业“锁死”在FinFET晶体管技术。全球半导体物理和微电子领域的基础研究成果都被整合在EDA工具的工艺设计套件（PDK）中。我国各芯片企业通过购买EDA公司的PDK包共享全球半导体基础研究成果，导致我国决策者、政府人员甚至产业界都认为，没有半导体基础研究也可以发展半导体产业。”

反观美国，近几年则正在加强半导体基础研究能力。

2022年8月9日，美国总统拜登正式签署《芯片和科学法案》（下称“芯片法案”），以促进美国半导体研究和制造。

该法案共分为三部分，投入上千亿美元用于半导体研究，主要目的是对抗中国

“芯片法案”除了对美国本土芯片企业提供巨额补贴外，还将拿出110亿美元用于资助半导体的研究和开发。根据该法案， 美国国家科学基金会将新成立一个技术、创新和伙伴关系理事会（TIP），专注于半导体和先进计算、先进通信技术等领域的发展。这些举措，无一不显示出美国对于基础研究的高度重视。

作者认为，我国受“科学无国界”与“全球化”理念的影响，忽视了学科方向和研究领域的差异，科研资源向易发表高端论文的新兴热点方向加速集聚，越是靠近产业应用的基础研究越没人做，导致现在我国半导体基础研究能力薄弱。

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我国半导体发展面临的问题与建议

作者认为，造成我国半导体发展被“卡脖子”这一局面的原因主要有以下四点：

• 半导体物理人才严重短缺

中微半导体创始人、中国刻蚀机之父尹志尧曾公开表示，他之前在英特尔工作时，发现许多组长、高管、一线研发人员中，不乏华人身影。任正非也曾说，我们花高价买回的设备，拆开后发现许多核心零件竟然是中国人研发。

可见，人才流失是制约我国半导体发展的一大关键因素，因此中美科技战的背后，也是一场人才争夺战。

• 半导体基础研究投入严重不足

长期以来，美国每年的半导体研发投入超过全球其他国家总和的2倍，我国的半导体研发投入长期不足美国的5%。

2011年和2021年，美国在半导体的研发投入比例分别占全球54.5%和55.8%，而中国大陆这一支出在全球占比不超过5%

此外，美国除拥有数量众多的世界一流大学外，其各大半导体巨头都拥有庞大的基础研究部门，如贝尔实验室和IBM实验室等。而我国半导体基础研究的基地数量稀少。

• 评价机制不利于半导体基础研究

在当前论文为纲的评价机制下，传统半导体的基础研究不但投入大、门槛高、周期长而且难以发表高端论文，这导致各示范性微电子学院集中在新兴热点材料方向开展“换道超车”研究。

• 缺乏协同创新机制

美国善于集结全球顶尖机构与人才，共同进行基础课题研究，整合全球顶尖智慧，以占据半导体产业领导地位。而中国目前没有类似机构来进行协同创新。

针对以上问题，作者给出了以下5条建议：

1. 建立健全跨部门协调机制

2. 恢复半导体物理专业

3. 建设半导体基础研究网络

4. 建立区域联合创新平台

5. 深化科技体制改革，用好“指挥棒”

作者表示，在半导体技术的源头和底层进行理论创新，提前布局ZL设置“关卡”，是解决半导体关键技术“卡脖子”难题的一种有效策略。

总 结

自美国开始扼杀中国半导体的发展以来，业界不乏悲观论调。中科院刊文中“黑暗森林”的警示，则让业界再次紧张起来。

不过我们也应看到，虽然美国的制裁暴露了我国半导体的弱点，但从另一方面反映出，正是因为我国近年来取得了重大进步，才会引起美国警惕。

近二十多年来，中国半导体的发展进入“黄金期”，2021年中国半导体市场规模首次突破万亿元，2016-2021年年均增速达到19.3%，高于全球平均水平。中国广阔的市场空间、政府政策的大力支持、资金的持续投入，都是我们与美国霸权抗衡的资本。

发展才是硬道理，只要我们坚定信心，潜心研究，相信道阻且长，行则将至。