芯片产业如何应对“空芯”之痛？

前不久，美国商务部的一纸禁令——禁止美国公司向中兴通讯销售零部件、商品、软件和技术7年，让中兴通讯立即进入休克状态并站上了舆论的风口浪尖。随着事件的不断发酵，唱衰中兴通讯的观点也一度甚嚣尘上。目前，随着中美贸易谈判的开展，美国政府已经与中方在解除对中兴通讯的制裁方面达成框架协议。

作为国内高科技公司榜样的中兴通讯，无论技术实力还是专利数量均在国内外名列前茅，但面对美国的禁令却难有招架之力，这背后反映出的是国内集成电路乃至整个电子信息产业仍面临内核“空芯化”的挑战。经此一役，业界再次引发了国内芯片产业如何摆脱受制于人状态的讨论。对此，专家表示，芯片产业的竞争归根结底是综合国力的比拼。国内集成电路产业的发展不能单兵作战，而应充分发挥国家、行业协会等的作用，通过培育龙头企业，以点带面，利用专利运营等手段形成协同带动效应，促进产业能力的整体提升。

高端芯片遭国外垄断

芯片，是指内含集成电路的硅片，体积微小，是手机、计算机或者其他电子设备的核心所在，可以将其看作电子设备的“大脑”。在信息时代，芯片是各行业的核心基石，电脑、手机、家电、汽车、高铁、电网、医疗仪器、机器人、工业控制等各种电子产品和系统都离不开芯片。可以说，芯片产业是一个国家高端制造能力的综合体现，是全球高科技领域的战略必争制高点。

据了解，通信类芯片可分为成熟度、可靠性较高的基站芯片和一般的消费终端芯片。前者是中兴通讯等信息通讯技术服务商所要用到的高端芯片，基本被外国厂商如高通所垄断。IC Insights发布的报告显示，目前全球半导体市场规模达4385亿美元，前十大半导体厂商占据了整个市场份额的58.5%，这些厂商分别是三星、英特尔等，其中并没有出现中国厂商的身影。而在最常见的智能手机芯片中，虽然国产芯片中已有华为海思推出的麒麟芯片，OPPO、小米也都有研发布局，但国外芯片仍然占据主导地位。“智能手机主要采用的芯片有基带芯片、射频芯片、存储芯片、MCU芯片、显示芯片等，这些芯片控制支撑了数据通信、数据处理、数据存储、显示等几乎手机所有的功能。”中国集成电路知识产权联盟秘书长、北京纲正知识产权中心有限公司执行总经理杨晓丽接受中国知识产权报记者采访时表示。

集成电路产业是一个技术密集型、人才密集型和资金密集型产业，其产业链包括设计、制造、封装、测试、设备和材料等多个环节，目前在材料、设备、制造这些环节中，国外企业还占据绝对优势。中国工程院院士倪光南对记者表示，芯片设计类似于软件，依赖于人类的智力，我国跟国外差距不是太大，但芯片制造是我国芯片产业的短板，它类似于传统工业，依赖工业基础。虽然中芯国际等制造企业在加紧研发，但在全球化市场竞争中还不具有优势，导致我国企业在集成电路的重点核心领域布局较少，只能在应用端寻找市场突破。

此外，中国半导体行业协会发布的数据显示，2015年至2017年，我国集成电路产业的进口量与进口额依次为3140亿块、2300亿元，3425.5亿块、2270.7亿元，3770.1亿块、2601.4亿元。而SEMI发布的数据显示，2015年至2017年，中国国内芯片需求额为570亿美元、660亿美元、780亿美元。从上述数据可以看出，在我国逐年递增的芯片需求下，是对国外芯片依赖程度的加深。

专利壁垒待各个攻破

依赖国外芯片产品的现状背后，折射出的是国内芯片产业在核心技术和基础专利方面的缺失。近日，中国集成电路知识产权联盟发布了《集成电路专利态势报告》，对集成电路领域全球公开的专利以及DRAM（动态随机存取存储器）领域、FPGA（现场可编程门阵列）领域、光刻设备领域3个核心领域公开的专利进行了态势分析。截至2017年底，集成电路领域全球公开的专利申请约209.7万件，美国、日本排在前两位，二者占据集成电路领域申请量的45.87%，中国的专利申请量约为46.4万件，排在第三位。

“中国集成电路专利申请量大，说明中国是国内外企业都很重视、规模很大的芯片市场，但无法说明我国芯片产业创新实力很强。”杨晓丽分析，中国的集成电路专利申请人排名前10中有5家是国外企业；从全球布局来看，排名前10的专利申请人均为国外企业，如三星、NEC、高通、日立、富士通、松下等；从细分的核心领域专利布局来看，国外巨头的专利壁垒依然存在，国内芯片产业拥有的自主知识产权状况不容乐观。

在DRAM领域，全球公开的专利申请达14万余件，日本、美国、韩国申请量位居全球前列，占比达76%，中国的DRAM产业技术基础薄弱，相关专利申请量很少，占比仅为4%。该领域排在前10的专利申请人均为国外企业，中国企业未进入排名。“我国需要的存储器芯片有九成以上需要进口，国内DRAM的专利布局也掌握在韩国海力士、三星、NEC、IBM等外资厂商手中。我国DRAM领域的专利基础及布局相对薄弱，相关企业面临着较高的知识产权风险。”杨晓丽分析称。目前在国家相关政策的引导推动下，我国正在武汉、合肥、晋江三地打造集成电路产业园区重点发展存储器，国内也涌现出兆易创新、长江存储等代表性企业，我国企业在存储器领域的专利申请数量将迎来高峰。

在FPGA领域，全球公开的专利申请达8万余件，其中中国专利申请达2万余件，全球排名第一。排在前10位的专利申请人有5位来自美国、2位来自中国、3位来自日本，其中美国公司ALTERA和Xilinx的专利申请量遥遥领先，中国的专利申请人则主要为高校及科研院所。“中国是FPGA技术的主要应用国，作为全球主要的应用市场，中国市场受到了各国企业的关注。但国内主要专利申请人为高校及科研院所，说明国内芯片产业在该领域存在专利市场化应用程度不高的问题。”杨晓丽表示。

在光刻设备领域，全球公开的专利申请达8.2万件，美国专利申请占比为37.48%，居全球首位，日本申请总量占比较高，达到24.36%，中国专利申请量约为1万件，只占12.84%。排名前列的专利申请人主要被美国、日本和韩国的大企业占据，未有中国公司出现。“在光刻设备领域，国内企业起步较晚，与国外巨头相比仍有较大差距。”杨晓丽表示。但在整个设备领域，经过国家专项的大力支持，目前在北京、上海等地形成了几家骨干企业。以北京的北方华创为例，北方华创知识产权总监宋巧丽告诉记者，北方华创产品品类丰富，包括刻蚀机、PVD、CVD、氧化炉、扩散炉、清洗剂、MFC等，并提交了大量专利申请，尤其在刻蚀机和PVD领域具有明显优势，其PVD设备能与国外产品相抗衡。

产业发展需协同作业

中国集成电路产业应如何发展？如何摆脱“空芯”之痛？这是中兴通讯被制裁事件后备受业内关注的核心话题，甚至有专家呼吁，要拿出当年发展两弹一星的决心和模式来发展芯片产业。然而，在杨晓丽看来，发展芯片产业与两弹一星的技术攻关不同。芯片产业是一个全球化较为深入的行业，市场竞争极为充分。两弹一星不计成本的模式并不适合商业市场领域的产品。在该模式下，即使产品做得出来，在商业市场上也不一定能够获取成功。而国内目前最欠缺的就是市场竞争环境下的产学研用深入协同的市场化攻坚共建机制。

芯片产业的发展需要投入大量的人力、物力、财力，而且这些投入在短期内难以看到成效，单个企业的单打独斗是远远不够的。说到底，集成电路产业是一个国家综合国力的比拼。对此，杨晓丽建议，首先，行业应充分利用和发挥产业知识产权联盟的作用，运用知识产权运营等手段充分整合集体力量和上下游资源，建立起产学研用全产业链条的协同机制，发挥我国应用领域全球最大的单一市场这一先天优势，降低企业知识产权风险，夯实知识产权实力，营造有利于中国集成电路产业发展的应用生态环境。其次，国家还需要重点扶持龙头企业，以点带面，在市场竞争、技术研发中形成正反馈。龙头企业在市场中已经获得现金流支持，资金压力小，同时从企业战略上有把控上游市场和下游应用的需要。此外，我国还应不断加强知识产权保护力度，以激励国内企业加强创新，全面融入市场竞争。“表面来看，我国集成电路领域技术相对落后，加强保护会给国内产业带来较大的费用支出，但从多年的实践经验来看，弱保护会滋生企业的创新惰性，研发投入不积极，长远来看危害更大。”杨晓丽表示。

随着2014年《国家集成电路产业发展推进纲要》发布，国家集成电路产业投资基金成立，我国正加大对龙头企业的扶持，鼓励企业增加对重点领域关键技术的研发投入。在产学研用协同机制方面，业界也在积极探索。目前在中国集成电路知识产权联盟的推动下，国家工业信息安全发展研究中心、纲正知识产权中心、兆易创新、中芯国际等科研机构和企业已建立中集知联存储器专业工作组，准备构建专利池，进行专利运营等工作。业内人士期待，随着创新投入的不断加大、创新机制的日益完善、知识产权意识的逐渐提高，我国芯片产业能早日去除“空芯”之痛，实现弯道超车。