脫鉤背景下，芯片創新如何突破困境？

從一開始，芯片就成為中美科技脫鉤的重點領域，而且近一年來有愈演愈烈之勢——美國不僅全面封鎖中國獲取先進芯片技術的可能，而且還脅迫與利誘荷蘭、日本和韓國等國，共同圍堵中國。這樣一來，不單單是最先進的芯片技術被禁止輸入中國，甚至連成熟工藝下的浸沒式光刻機和對應的材料與設備都在被禁之列。與此同時，美國還推出了《芯片法案》，極力拉攏三星和台積電等一流芯片製造企業到美國設廠，並對它們在華髮展設置苛刻限制條件，試圖將中國排除在全球芯片供應鏈之外。可以說，當前中國芯片行業遭遇前所未有的挑戰。

當前，無論是人工智能、自動駕駛還是大數據，都建立在芯片的創新之上，並由此給來一個又一個“iPhone時刻”。如果芯片的創新被鎖死，高技術行業將像老去的恆星那樣收縮、坍塌，並可能引發智能手機、新能源汽車、5G/6G通信等領域的停滯不前，不可不引起重視。自主創新是應對脫鉤的重要方式，然而芯片的創新經常面臨著困境。

首先，芯片的創新者經常面臨著被打壓的窘境。儘管很多創新都來自於叛逆的想法，但叛逆通常不受主流的待見，創新之舉經常受到排擠和打壓。例如，1960年貝爾實驗室的阿塔拉和姜大元發明了MOS晶體管，如今已經佔據全世界晶體管的99%份額。但貝爾實驗室卻否決了MOS晶體管的研發，裁撤了項目，中止了資金投入。因為那時貝爾實驗室已經有了結型晶體管，在這個成熟技術周圍是一批資深的管理者和工程師，他們強烈支持已有的結型晶體管，因為它不僅工作穩定而且速度快，而新出現的MOS晶體管不穩定且開關慢。貝爾實驗室充分評估了他所面對的通信市場，認為結型晶體管工作穩定且速度快的優點在通信領域更有競爭力，於是做出了停止支持MOS晶體管的決定。這個決定在管理層看來非常合理，然而貝爾實驗室卻忽略了一點，如果將MOS晶體管集成在一起，做成芯片，才會有後來芯片規模隨著摩爾定律不斷翻倍。但貝爾實驗室偏偏不看好芯片，認為芯片規模越大就越不可靠，因此否決了MOS晶體管的開發，這使得貝爾實驗室被仙童半導體等大膽探索的公司超越。類似的例子並不少見，例如貝爾實驗室在1967年否決了浮柵晶體管的研發，後者構成了今天的閃存、U盤和SSD固態硬盤的基礎。IBM公司在1984年否決了微機電系統（MEMS）技術，現在MEMS芯片出現在每一輛汽車的安全氣囊中、每個數字投影儀裡。

芯片的創新大多來自於叛逆的想法，它是對主流的偏離、對現有規則的破壞，因而會遭到主流勢力的打壓。而且創新越大，叛逆也越大，受到的打壓可能也越大。當前，“創新”一詞被廣泛提及，但其實人們更喜歡的是“改良”，這種做法不僅延續當前的主流做法，而且予以改善，因而受到歡迎。例如在頂級刊物或會議上發表關於主流研究方向的論文，未來的方向明確、認可度高。反之，那些帶有叛逆意味的原始創新想法卻由於太超前而被否定，只能被雪藏或發表在偏僻的期刊或會議上。

在當前脫鉤背景下，要打破技術封鎖的急切心情可以理解，但也容易產生一種希望在短期內看到結果的傾向。這種期待會無形中“引導”科研人員在主流的路徑上改良，而不是冒險去做那些短期看不見效果的研究。那些真正原始甚至叛逆的創新，由於無法描繪出誘人的應用前景而可能被邊緣化，從而面臨困境。這些情形其實能在歷史中找到影子，了解一點芯片的歷史，可以讓相似的歷史不再重複上演，讓真正的創新冒出“尖尖角”。

當前中國芯片創新的重要來源受到嚴重打壓。芯片的創新並非獨善其身就可以，而是離不開社會各方面需求的拉動。1961年，在蘇聯實現了首次載人航天的刺激下，美國啟動了“阿波羅登月計劃”，投入的資金是研製原子彈的“曼哈頓計劃”的5倍。登月計劃極大拉動了對芯片的需求，為剛剛誕生不久卻嗷嗷待哺的芯片產業注入了充足資金。因為宇宙飛船起飛時重量每增加約0.5千克，就要多攜帶1噸燃料，如果採用分立晶體管搭建的導航計算機很笨重，飛船就不得不攜帶更多的燃油，導致有效載荷減小。而輕便的芯片將晶體管都集成在一起，大大減小了重量和體積。仙童半導體由於在芯片方面的領先地位贏得了飛船導航計算機上的芯片訂單。當時仙童半導體在民用芯片市場上幾乎顆粒無收，因為早期芯片價格昂貴，芯片項目面臨被公司砍掉的危險，但登月飛船的訂單這場及時雨拯救了仙童半導體公司的芯片業務。此外，軍方也是早期芯片發展的重要推手。1965年，美國1/5的芯片被美國空軍買走了。

在中國，人造衛星和載人航天等工程從上世紀開始就拉動了芯片技術的突破與發展。上世紀八九十年代，當時的航天771研究所等一批機構為高校與企業培養輸送了大量芯片人才。在航天領域，芯片需工作在低溫下並受到宇宙射線的輻射，這促使科研人員不斷改善芯片性能，由此取得的技術突破在隨後可大規模用於民用和消費類市場，從而反哺芯片的研發。

但是最近幾年，中國許多工程技術和航天類的高校和科研院所被列入美國的實體清單，研究人員等遭遇到了各種困難，無法購買必要的儀器設備，不能使用國外公司的EDA設計軟件，正常出國交流也受到限制。社會各界需要繼續在包括人才、資金和市場等方面對其大力支持，幫助其打破技術壁壘。

由於全球化遭遇挫折，芯片的合作創新之路受到擠壓。全球的合作可以讓芯片技術更快地迭代更新。晶體管剛剛發明時，美國的貝爾實驗室就將當時最新的晶體管技術分享給了一些歐洲國家和日本，但這些國家也清楚，最核心的技術不可能從盟友那裡獲得，所以它們不是完全依賴美國，而是自主地建立起了完整的半導體芯片研發與產業鏈條。歐洲在比利時成立了跨大學與企業的微電子研究中心IMEC，各國共同合作研發，使得IMEC在先進半導體器件研發上遙遙領先。日本則於1976年成立了VLSI（超大規模集成電路）聯盟，在64K和256K容量的DRAM存儲器研發上超過了美國，使得日本在約十年後超越美國成為最大的半導體生產國。歐洲和日本這些舉措都有國家的大力支持，而且是數十年不間斷的支持。

在當前形勢下，中國從全球合作中獲得創新技術的能力受到嚴重擠壓，這時源於自主研發的創新則顯得尤為突出和重要，社會各界對於大力支持芯片創新已形成共識。不過，芯片技術從提出概念到產品落地一般都需要10年以上的時間，例如MOS晶體管從1960年發明到1977年成為技術主流花了17年時間。在這麼長的時間里人們很容易失去耐心而將其放棄，只有長期穩定的支持才能贏到最後。如果時而支持、時而徘徊，則難免會功虧一簣。

在沒有技術脫鉤的日子裡，我們習慣了直接拿來別人的現成技術，這可以讓我們推出產品的速度更快，卻也無形中讓養成了依賴的習性。當前的科技脫鉤就像是斷奶，過程痛苦，甚至短期內會造成營養不良，但也會促使我們更加獨立。其實，光刻原理、半導體特性等這些基本的科學規律無論在美洲、歐洲還是亞洲都一樣，我們完全可以自主掌握。回看芯片發展之路，那些創新與叛逆之舉的教訓，只有走出這些困境，芯片行業才能成長得更加健壯，更好地抵禦脫鉤帶來的衝擊。