編者按：半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)是對(duì)信息安全、國民經(jīng)濟(jì)極其重要的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。記者近日調(diào)研發(fā)現(xiàn)，與國內(nèi)市場(chǎng)的龐大需求相比，國產(chǎn)半導(dǎo)體芯片體量仍然較小，我國大部分芯片需要從歐美國家進(jìn)口，每年進(jìn)口消耗2000多億美元超石油，信息安全存巨大隱患。而且半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)面臨核心技術(shù)缺失、自主創(chuàng)新無力、人才匱乏、融資瓶頸等問題。《經(jīng)濟(jì)參考報(bào)》今日推出關(guān)注信息安全上、下篇，以紓解國產(chǎn)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展之困，探究保衛(wèi)國家信息安全之策。
俗稱“芯片”的集成電路目前廣泛應(yīng)用于電腦、手機(jī)以及水利、電力等公共設(shè)施和軍事設(shè)備上，已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家安全的命脈。然而，我國大部分芯片需要從歐美國家進(jìn)口。業(yè)內(nèi)人士擔(dān)心，外國壟斷芯片不僅直接阻礙我國工業(yè)發(fā)展，而且芯片制造廠商有可能通過在芯片面板程序植入木馬來竊取機(jī)密數(shù)據(jù)以及公共信息，威脅國家安全，應(yīng)該引起足夠重視。
芯片成第一大進(jìn)口商品 信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢
全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)3200億美元，全球54%的芯片都出口到中國，但國產(chǎn)芯片的市場(chǎng)份額只占10%。全球77%的手機(jī)是中國制造，但其中不到3%的手機(jī)芯片是國產(chǎn)的。我國芯片產(chǎn)業(yè)長期被國外廠商控制，不僅每年進(jìn)口需要消耗2000多億美元外匯，超過了石油和大宗商品，是第一大進(jìn)口商品。而且，受制于人的技術(shù)設(shè)備直接制約了我國信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
芯片被喻為國家的“工業(yè)糧食”，是所有整機(jī)設(shè)備的“心臟”，普遍應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類電子、網(wǎng)絡(luò)通信、汽車電子等幾大領(lǐng)域，幾乎起著“生死攸關(guān)”的作用。但我國芯片產(chǎn)業(yè)長期被國外廠商控制，不僅每年進(jìn)口需要消耗2000多億美元外匯，超過了石油和大宗商品，是第一大進(jìn)口商品。而且，受制于人的技術(shù)設(shè)備直接制約了我國信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
研究數(shù)據(jù)表明，芯片產(chǎn)業(yè)一美元的產(chǎn)值，可以帶動(dòng)信息產(chǎn)業(yè)10美元的產(chǎn)值和100美元國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)。世界各國紛紛將芯片作為國家重點(diǎn)戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)來抓，美國、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國家通過大量的研發(fā)投入確保技術(shù)領(lǐng)先，韓國、新加坡和我國臺(tái)灣地區(qū)通過積極的產(chǎn)業(yè)政策推動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)取得飛速發(fā)展。
目前，世界許多國家都在爭(zhēng)奪中國芯片市場(chǎng)，或?qū)⑹怪袊酒媾R“滅頂之災(zāi)”。武漢新芯集成電路制造有限公司副總經(jīng)理李平說，全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)3200億美元，全球54%的芯片都出口到中國，但國產(chǎn)芯片的市場(chǎng)份額只占10%。全球77%的手機(jī)是中國制造，但其中不到3%的手機(jī)芯片是國產(chǎn)的。
“一個(gè)長期無‘芯’的國家，只能被動(dòng)地選擇全球產(chǎn)業(yè)鏈的下層位置。”李平說，國內(nèi)企業(yè)制造的芯片普遍是“傻大黑粗”，而且成本也無法降下來。正是由于芯片生產(chǎn)、設(shè)計(jì)能力的缺失，導(dǎo)致遍布國內(nèi)的芯片設(shè)備普遍長著一顆“外國芯”。未來中國公司如果不建立自己的產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)體系，失去的不僅僅是經(jīng)濟(jì)利益，產(chǎn)業(yè)安全也將沒有保障。
我國芯片產(chǎn)業(yè)一直發(fā)展緩慢，尤其在CPU方面幾乎一片空白，這意味著我國電子產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)、家電、手機(jī)等在內(nèi)的制造處于國外的控制之下，很難再打破業(yè)已形成的壟斷，國內(nèi)工業(yè)一旦用上“外國芯”將會(huì)形成長期依賴，在計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)等方面繼續(xù)落后。
基礎(chǔ)設(shè)施可被植入病毒 公眾信息安全備受威脅
在關(guān)系國計(jì)民生的公共基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，我國廣泛使用外國芯片。專家指出，國外芯片制造廠商有可能通過在芯片面板某一程序上植入木馬來竊取商業(yè)數(shù)據(jù)或機(jī)密，也可以通過病毒、惡意軟件來操控控制系統(tǒng)，引發(fā)安全事故。
在石油天然氣、交通運(yùn)輸、電力、污水處理、制藥、化工、礦業(yè)等關(guān)系國計(jì)民生的公共基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，芯片也無處不在。但在這方面，我國使用的芯片也大多被國外芯片壟斷，再加上國內(nèi)缺少相關(guān)技術(shù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控、管理，容易引發(fā)諸多安全隱患。
“關(guān)鍵控制數(shù)據(jù)有可能被篡改或喪失，造成環(huán)境災(zāi)難，人員傷亡，甚至危及公眾生活及國家安全。”武漢光電國家實(shí)驗(yàn)室教授繆向水說，國外芯片制造廠商有可能通過在芯片面板某一程序上植入木馬來竊取商業(yè)數(shù)據(jù)或機(jī)密，也可以通過病毒、惡意軟件來操控工廠控制系統(tǒng)，導(dǎo)致工廠停工，發(fā)生安全事故等。
最讓公眾印象深刻的是，全國大部分軟件使用微軟系統(tǒng)，隨時(shí)可能遭受微軟的系統(tǒng)漏洞危害或控制。半導(dǎo)體教父倪光南院士表示，無論是硬件還是軟件，我們用國外的核心技術(shù)架構(gòu)起來的信息化平臺(tái)，相當(dāng)于沙漠上建房子，人家一撤走，我們一點(diǎn)辦法也沒有，中國的很多系統(tǒng)都要垮掉，都要重來。“在整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的虛擬世界上，看起來大家都是平等的，但掌握核心系統(tǒng)的公司，能夠掌握用戶所有數(shù)據(jù)；當(dāng)他需要的時(shí)候，隨時(shí)可以調(diào)用你的數(shù)據(jù)。”
今年1月21日，我國通用頂級(jí)根域名服務(wù)器解析出現(xiàn)異常，影響到國內(nèi)三分之二網(wǎng)站運(yùn)行。針對(duì)近年來出現(xiàn)的一系列網(wǎng)絡(luò)和信息安全事件，國防科技大學(xué)原政委徐一天指出，目前我國信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中使用的大部分是國外產(chǎn)品。“在核心器件、高端芯片、基礎(chǔ)軟件上受制于人，是嚴(yán)重的安全隱患。”
另一方面，政務(wù)、金融等金融以及民政、公安等領(lǐng)域也都廣泛使用芯片，也留下巨大安全隱患。IC卡目前已經(jīng)在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面有廣泛的應(yīng)用，如社保卡、居民健康卡、公交一卡通等。李平指出，國家信息安全基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)不能建立在進(jìn)口芯片產(chǎn)品上，自主研發(fā)安全芯片才能給我國信息安全提供可靠保障。
進(jìn)口芯片或留有“后門” 國防安全不容忽視
我國的芯片進(jìn)口往往“不設(shè)防”，不設(shè)置任何門檻，甚至允許國外公司直銷，給國防安全留下重大隱患。外國可以對(duì)銷往全球的信息產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)控，甚至在大規(guī)模芯片等關(guān)鍵部件內(nèi)安裝“插件”留“后門”，通過特殊手段啟動(dòng)，發(fā)回芯片所處理的各種數(shù)據(jù)，以控制芯片執(zhí)行特定任務(wù)。
由于芯片與國家利益聯(lián)系緊密，許多國家很早就有意識(shí)地采取措施來壟斷芯片產(chǎn)業(yè)，對(duì)出口進(jìn)行嚴(yán)格控制，阻止外國國防事業(yè)發(fā)展。武漢高德紅外股份有限公司董事長黃立告訴記者，對(duì)于中國從外國進(jìn)口芯片，需要層層審批，有數(shù)額限制和附加額外條款，比如不準(zhǔn)芯片用于制造軍品，只能制造民品等。一些國家甚至更苛刻，只賣設(shè)備整機(jī)，不賣芯片。
相比之下，我國的芯片進(jìn)口則是“不設(shè)防”，不設(shè)置任何門檻，甚至允許國外公司直銷，直接掌握每臺(tái)機(jī)器的信息，給國防安全留下重大隱患。國家集成電路人才培養(yǎng)基地(武漢)主任鄒雪城介紹說，美國主要通過NSA(國家安全局)對(duì)信息產(chǎn)業(yè)實(shí)行嚴(yán)格的控制，其任務(wù)就是對(duì)銷往全球的信息產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)控，甚至在大規(guī)模芯片等關(guān)鍵部件內(nèi)安裝“插件”，通過特殊手段啟動(dòng)，發(fā)回芯片所處理的各種數(shù)據(jù)，以控制芯片執(zhí)行特定任務(wù)。
2003年，美國俄亥俄州核電廠控制網(wǎng)絡(luò)的一臺(tái)計(jì)算機(jī)芯片被“SQL Server蠕蟲”感染，其安全監(jiān)控系統(tǒng)停機(jī)近5個(gè)小時(shí)；2008年，在美國國家安全局一臺(tái)發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)芯片受到攻擊后被物理損壞。2010年7月，德國專家發(fā)現(xiàn)世界上首個(gè)專門針對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)芯片的破壞性病毒，伊朗、印度尼西亞、印度和美國等國均遭到攻擊。
類似的國防安全威脅在我國也同樣存在。中科院“百人計(jì)劃”、中科院半導(dǎo)體研究所研究員吳南健說，從軍用角度來說，最擔(dān)心的就是國防安全問題。如果芯片被植入“后門”，任何國家一旦與供貨商美國打起來，美國可以通過芯片系統(tǒng)破壞該國國防安全。
“這絕不是危言聳聽。”鄒雪城說，隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的出現(xiàn)，國家信息安全問題也越來越突出。特別是主流智能手機(jī)的解決方案是高通、博通等芯片廠商提供，留下很大的安全隱患。“最讓人擔(dān)心的是，在今天的技術(shù)條件下，將一塊芯片中可能安放的所有‘后門’都排除掉幾乎是不可能的。”
“我國信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，尤其是桌面操作系統(tǒng)，與國外產(chǎn)品相比市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不足。國家應(yīng)從政策層面加大國產(chǎn)操作系統(tǒng)的開發(fā)、推廣力度。”徐一天建議，對(duì)要害部門、關(guān)鍵性行業(yè)，應(yīng)明確立法要求全系統(tǒng)使用國產(chǎn)軟硬件。同時(shí)，抓住智能終端和移動(dòng)通信發(fā)展帶來的機(jī)遇，掌握移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代領(lǐng)先的操作系統(tǒng)和芯片核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從追隨到領(lǐng)先的整體突破。
記者日前調(diào)研了解到，近年來全球半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)格局正經(jīng)歷深刻變化，呈現(xiàn)出分工合作、資金密集、結(jié)盟研發(fā)等新的趨勢(shì)，且國際巨頭壟斷格局明顯加劇并有“固化”態(tài)勢(shì)。
半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)三大趨勢(shì)
記者調(diào)研了解到，從全球來看，半導(dǎo)體芯片及相關(guān)領(lǐng)域持續(xù)的技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)了現(xiàn)代信息通信產(chǎn)業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展，其本身也發(fā)展成為一個(gè)包含了設(shè)計(jì)、加工制造、封裝檢測(cè)等各主要環(huán)節(jié)、年銷售額3000億美元的龐大產(chǎn)業(yè)群，當(dāng)前呈現(xiàn)出分工合作、資金密集、結(jié)盟研發(fā)等三大發(fā)展趨勢(shì)。
首先，集成電路產(chǎn)業(yè)專業(yè)化分工趨勢(shì)十分明顯。專家指出，目前集成電路產(chǎn)業(yè)最重要的模式變化，就是從一體化發(fā)展的主導(dǎo)模式演變?yōu)槟壳暗膶I(yè)化分工協(xié)作的模式。推動(dòng)此模式形成的，是技術(shù)進(jìn)步與競(jìng)爭(zhēng)格局的變化。
與以往Intel、三星等企業(yè)集設(shè)計(jì)、制造、封裝等上下游于一身的發(fā)展模式不同，如今集成電路產(chǎn)業(yè)專業(yè)化分工越來越細(xì)，也出現(xiàn)了許多分別專門從事集成電路設(shè)計(jì)、封裝、測(cè)試的企業(yè)。
其次，資金密集、投資經(jīng)費(fèi)高成為代工制造環(huán)節(jié)的重要條件。受摩爾定律支配，芯片復(fù)雜程度和工藝水平不斷提高。當(dāng)前全球芯片制造量產(chǎn)工藝技術(shù)已達(dá)到20納米，隨著技術(shù)水平和加工工藝復(fù)雜程度的提高，芯片加工企業(yè)的投資成本迅速增加。
中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)副理事長魏少軍說，如今投資建設(shè)一座能為維持盈虧平衡的先進(jìn)芯片制造廠，至少需要120億美元。在這種情況下，以往由一家企業(yè)從設(shè)計(jì)到制造的集成模式，漸漸轉(zhuǎn)為剝離芯片加工制造資產(chǎn)，轉(zhuǎn)型為設(shè)計(jì)企業(yè)，將集成電路生產(chǎn)制造的工作委托給專門的集成電路代工企業(yè)。
這也對(duì)全球集成電路代工產(chǎn)能的需求急劇提升，給臺(tái)積電、Globalfoundries、中芯國際(SMIC)等專門從事集成電路代工業(yè)務(wù)的企業(yè)提供了發(fā)展機(jī)遇，而三星公司、英特爾等擁有自己的芯片設(shè)計(jì)能力和芯片制造能力的企業(yè)也計(jì)劃承接代工任務(wù)。
第三，由于研發(fā)費(fèi)用高企，一些西方國家的研究機(jī)構(gòu)之間組成了小型聯(lián)盟。中科院半導(dǎo)體研究所研究員吳南健指出，國際上最先進(jìn)的技術(shù)肯定不會(huì)讓給我國，比如國際上形成了比利時(shí)研究機(jī)構(gòu)IMEC和IBM為陣營代表的研發(fā)團(tuán)體，為開發(fā)新設(shè)備抱團(tuán)取暖，并對(duì)我國形成狙擊。
國際巨頭壟斷進(jìn)一步集中
半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)代高科技重要的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，全球幾大主導(dǎo)國家和地區(qū)近年來不斷在這一領(lǐng)域斥巨資、花血本，國際巨頭對(duì)行業(yè)的壟斷有加劇之勢(shì)。記者調(diào)研了解到，我國作為“追趕者”，目前在這一產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)日趨嚴(yán)峻。
行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，1995年，全球25家較大的半導(dǎo)體芯片企業(yè)當(dāng)年投資額占全球半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)總投資的64%；到2011年，已提升至89%。韓國三星、美國英特爾和臺(tái)灣臺(tái)積電等前7家最大的半導(dǎo)體芯片企業(yè)投資額在每年全球總投資的占比，從1995年的24%快速上升到2012年的84%。
一些領(lǐng)域的集中度還進(jìn)一步向前三強(qiáng)甚至前二強(qiáng)“固化”。比如，經(jīng)過30多年競(jìng)爭(zhēng)，半導(dǎo)體芯片設(shè)備公司已從原先的30多家集中到目前的三家：美國應(yīng)用材料、美國泛林和日本東京電子，三家企業(yè)年銷售額均在50億美元以上。
Isuppli半導(dǎo)體首席分析師顧文軍還指出，比壟斷趨勢(shì)更值得警惕的是結(jié)盟，比如設(shè)備企業(yè)和制造企業(yè)相互投資，實(shí)現(xiàn)專利共享、技術(shù)共性，例如臺(tái)積電、三星都投資了荷蘭的設(shè)備企業(yè)ASML，設(shè)計(jì)企業(yè)高通也投資一家芯片代工廠，這種“寡頭結(jié)盟”一旦形成，聯(lián)盟外的后來者進(jìn)入就會(huì)更難。
中微半導(dǎo)體設(shè)備有限公司CEO尹志堯等業(yè)內(nèi)人士分析，少數(shù)企業(yè)對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域的“壟斷固化”趨勢(shì)，極大地提高了行業(yè)的進(jìn)入門檻。比如，目前其他公司的設(shè)備產(chǎn)品要有30%以上的低價(jià)，才能被客戶接受；設(shè)備涉及成千上萬的專利，壟斷公司善用知識(shí)產(chǎn)權(quán)作武器，阻止新公司進(jìn)入市場(chǎng)等。
