产业协同、高端保护与短周期迂回——中兴事件的新李斯特主义解读

杨虎涛 2018-12-08 浏览:
中兴遭受美国芯片禁售,本质上是中国企业在价值链攀升过程中所受到的链主遏制,同时也暴露出产业协同创新中的脱耦,在上游产业和中下游产业的协同发展过程中,下游需求外向化导致上游产业创新拉力不足,而中下游产业的快速发展所产生的产业路径依赖更强化了这种拉力不足,在导致上游企业发展艰难的同时也加大了中下游企业的脆弱性。由于芯片这一短周期行业的技术变迁速度更快、生态链效应突出,产业涉及环节复杂,使后发国家的跨越式创新面临着更大的困难。结合芯片行业的复杂特征,从新李斯特主义经济学的高端产业保护这一基本主张出发,芯片行业的发展应集中资金,针对高端设计环节进行突破,强调国内产业协同,实现在短周期领域中的迂回创新。

产业协同、高端保护与短周期迂回——中兴事件的新李斯特主义解读

2018年4月16日晚,美国商务部发布公告称,美国政府在未来7年内禁止中兴通讯向美国企业购买敏感产品。次日中兴通讯宣布停牌,美国股市也随之动荡。这一事件迅速引起了广泛的关注,引发了各界对产业政策、芯片产业、自主创新等问题的讨论。回顾近现代经济史,无论是拿破仑的大陆封锁,还是二十世纪以来发生在多个国家和地区的关税战、贸易战、汇率战,还从来没有出现过一个以标榜自由贸易和自由市场的国家,动用国家行政力量,直接针对一个企业,一个行业,一个产业进行直接的技术产品封锁,尽管这一封锁也需要美国厂商为此付出惨重的代价。美国政府这种不惜杀敌一千自损八百的做法,不仅暴露出美国对中国包括通讯行业在内的战略新兴产业发展态势的深深担忧,及其不惜一切代价遏制中国制造2025战略目标实现的意图,同时也暴露出了中国通讯电子类产业的脆弱性,尤其是对上游产品的高度依赖。

将责任完全推至中兴,是无视产业发展基本规律和中兴创新绩效的态度。中兴是通讯设备制造商,它将多种类型芯片进行集约设计,实现多种复杂通讯功能,本身就是复杂的高新技术,中兴(包括华为)进入通讯设备市场以来,诸如朗讯、北电、阿尔卡特、NEC这些通讯设备巨头已难觅踪影,足见中兴(包括华为)等中国通讯设备制造商的竞争优势。但中兴的集约设计严重依赖于美国厂商的芯片是不争的事实,因此,对这一事件的考量无法回避上下游产业的协同创新脱耦这一问题。与此同时,芯片禁售也使2017年林毅夫和张维迎关于产业政策的讨论的答案不言自明。这一事件表明,在涉及国家经济安全和长期发展的战略性产业领域,没有一个国家为此放弃产业政策。真正值得思考的问题是,需要怎样的产业政策?应如何发挥产业政策的作用。以及更为具体地,随着科技革命的加速,生产关键投入的动力部门的多样化和复杂化,产业政策应有怎样的侧重,才有助于实现技术赶超?具体到芯片行业,如何才能抓住创新的机会窗口,实现创新驱动发展?本文拟对上述问题进行尝试性解答。

一、链主压力与协同脱耦:中兴事件的必然性

中兴事件的发生,是我国经济发展模式在从投资驱动型向创新驱动型转型过程中,必然遇到的瓶颈现象。虽然这一事件发生在芯片行业,但它所折射出的是整个工业制造业,尤其是高新产业所遇到的发展瓶颈。说这一事件的发生之所以有其必然性,是因为:第一,中国进入中等收入发展阶段之后,一方面受成本、环境资源约束倒逼,另一方面也受其他后发国家的底部竞争围堵,产业升级在所必然,而在从要素驱动型、投资驱动型向创新驱动型转型,沿着全球价值链低端向上攀升的过程中,不可避免地遇到处于全球价值链链主地位的技术优先国家及跨国公司各种手段的挤压和绞杀,中兴事件只是在表现形式上显得特别明显而已,即,由于美国已经在通讯设备产业中失去可与中兴对抗的跨国公司,直接采取了上游禁售的极端形式;第二,我国过去是以近乎无限供应的低成本劳动力快速融入全球生产链中的低端加工和装配组装生产领域,这种“两头在外”的低附加值发展模式虽然使我们形成了大规模生产能力,但技术能力尤其是高新技术领域的技术能力形成却远远落后于中下游产业生产能力的形成;同时,大量中下游加工业也形成了强烈的产业路径依赖,这些企业要保有开工率、增长率和快速及时供货,就需要不断向国外上游产业索取现成产品,而无法反哺国内高新产业上游产业的产品研发和市场开拓。这一点极为突出地体现在制造业的智能化和自动化升级过程中对机器人设备的上游依赖,而在中兴事件上则体现为对上游芯片行业的依赖;第三;中兴所属的通讯装备制造业本身已经属于资本密集和技术密集型行业,但这一行业属于第五次技术浪潮中的支柱部门,而非生产“广泛而廉价”的“关键投入”的动力部门,第五次技术浪潮的关键投入是芯片和存储设备,而这一关键投入不仅升级换代要服从摩尔定律,在基础制造上也严重依赖于材料科学,这不仅要求后发国家具有更快的技术知识更新速度,也需要更为广泛的产业基础支撑。

从时间节点看,对中兴的遏制时间正是中国通信设备行业开始从低端生产能力和低端技术能力的组合向品牌生产能力和高端技术能力转型的时点,在这一转型时点上对通讯电子行业进行遏制,符合价值链链主国的长期战略利益和跨国公司的竞争利益。刘志彪等曾结合需求引致创新理论,将全球价值链下的市场需求分为如下四类,即本土高端市场需求、本土低端市场需求、外国高端市场需求和外国低端市场需求,而一个国家的企业所占据的本土市场和国外市场的高低端需求的组合差异,决定了这个国家本土企业的需求以及创新的空间,进而决定了产业升级发展的创新驱动力的大小。而由国家本土企业自主创新所驱动的国家竞争优势的大小,很大程度上是由本土企业在全球价值链高端需求,也就是本土高端需求和外国高端需求所占据的市场容量所决定的。[1] 39-47梁运文等人则基于刘志彪的这一分类,对于中国在创新驱动转型中所受到的升级动力断裂进行了分析。他们认为,从改革开放以来,从“需求”端的组合考虑,中国制造业的发展会经历三个阶段,第一阶段是首在中国本土低端市场需求和外国低端市场需求组合下完成向“世界制造工厂”的转型,第二阶段是需求面向中国本土低端市场需求和外国高端市场需求组合,或者中国本土高端市场需求和外国低端市场需求组合,从而构建中国本土企业主导的“跨国产业价值网络”平台;第三阶段是需求面向中国本土高端市场需求和外国高端市场需求组合,从而实现中国国家“创新驱动”的升级发展。在这三个阶段中,创新驱动的动力将受到不同形式的链主阻断:在世界工厂时期,面临的是同为发展中国家的底部竞争,链主利用中国和其他发展中国家之间,以及中国本土内部不同代工厂商间的可替代性,榨取中国企业利润,使其难以获取有强度的研发资金,而在中国企业开始向着“中国本土高端市场”和“外国低端市场需求”组合和“中国本土高端市场”和“外国高端市场需求”组合的方向上攀升时,则受到了更为复杂的组合型阻截方式,如强知识产权保护专利策略、技术标准体系、质量安全,环保市场准入制壁垒等,以阻止后发国家在价值链上攀升。[2] 23-31

中兴的发展历程基本符合上述路径。上世纪80年代,中兴主要以外企难以渗透、技术含量低的农村低端固话市场为主,此后进一步占领国内城市程控交换机等中端市场,这一时期是典型的“国内低端市场需求”拉动时期,21世纪初期开始从程控电话扩展到GSM/CDMA、光通信、有线宽带网络、手机终端等领域,并开始进军南亚、非洲、拉美和东欧和美国市场,开始进入“国外低端市场需求”拉动阶段。[1]籍由这两个阶段的发展,中兴实现了生产能力和规模的提升,成为世界前十名的通讯设备制造商,销售收入也从1997年的10亿发展到2004年的212亿,而2008 年之后的3G 、4G浪潮中,中兴在欧美在通讯设备制造技术上已经开始接近世界先进水平,开始进入自“跨国产业价值网络”布局阶段,年销售额开始向千亿级别靠近。2013年,中兴成为全球第五大通讯设备制造商。在这一过程中,中兴虽然大量申请第三方专利尽可能避开专利阻截,但仍然受到了诸如禁止运营商与之合作的不合理禁令和301调查等种种阻扰。[2]2017年,中兴开始在5G技术上取得明显突破,2018年4月,美国以其他理由直接采取了芯片断供这一阻截措施,其目的在于直接破坏中兴的“跨国产业价值网络”的形成。[3]鉴于5G技术在云计算、物联网和人工智能领域中的广泛应用,美国的中兴制裁可以说是表面上打击通讯设备行业,但其长远意义,则明显在于打击中国制2025.

中兴事件的发生同时也昭示出中国在高新技术上游产业的配套发展滞后。中兴虽然雇员近9万人,产值过千亿,产品遍及全球,但在芯片上高度依赖外国厂商尤其是美国厂商。[4]而芯片方面的技术壁垒很高,从设计到商业化成品周期长达两年,短期内芯片供货商几乎具有不可替代性,一旦实施供货禁令,中兴方面不仅无法生产新的通讯设备,而且对已经售卖的供货设备也无法进行维护,这必然会导致中兴丧失数十年来努力开拓出的一大片用户和市场。这也意味着,在缺乏上游产品主导地位的前提下,通讯、电子等支柱部门的中下游产品生产规模越大,竞争能力提升越快,产业的对外依赖性和脆弱性就越高,产业的路径依赖和锁定特征也就越明显,而等待国有芯片的突破或采用质量次于国外芯片的国产芯片,对中下游企业的市场和产品冲击也就越大。2015年,华为创始人任正非与福布斯的对话中关于中国创新的观点——“我们是要技术,还是要繁荣?当然我们是要繁荣”——就集中体现了这种产业路径依赖效应。鉴于芯片作为ICT时代的关键投入,是智能制造、云计算、大数据、物联网等多个领域都是不可或缺的核心部件,等待芯片自主突破势必会短期面临经济减速和结构升级减缓的风险。易言之,诸如芯片等核心关键技术突破需要时间,而已形成规模的中下游产业需要繁荣,大量诸如中兴这样的中下游产业在其快速发展和扩张过程中选择了国外上游芯片产品,使国产芯片一直缺乏足够的需求拉动和创新资金支持,进而更加无法满足中下游产业核心部件的需要,这种对本土上游产业需求的挤出效应不断累积,形成一种恶性循环,即上游行业更加缺乏需求拉动,中下游行业更加依赖它国芯片,而一旦中下游企业的发展开始威胁到发达国家政府和跨国企业的产业利益,诸如中兴这样的事件就不可避免。从这一点上说,中兴事件是中国高新技术产业内部未能实现协同发展的必然结果。

二、缺芯少魂:为什么短周期技术领域难以突破?

按照韩国演化经济学家李根的研究,一国达到中等收入水平之后,能否成功地实现中等收入陷阱跨越,成为一个成功的赶超型经济体,关键在于在短周期技术上的突破。而所谓短周期技术,意指改变速度或被淘汰速度很快的技术,它可以用专利索引、专利申请时间间隔等指标进行度量。一般而言,由于工业化时间长,研发持续时间长和研发力度大,发达国家的主导技术往往在长周期行业中,后发国家在这些行业中难有赶超机会。而短周期行业一般意味着新技术会频繁出现,现有知识往往迅速过时,追赶者不需要掌握先前的知识就可以实现迂回超越。而一旦在短周期技术领域内取得突破,后发国家就可以朝着更多样化的领域,包括更高的原创性和长周期的技术领域转移。因此,李根的结论是,短周期技术能力、知识本土化水平和技术多样化程度是实行经济赶超机制的关键变量,而短周期技术能力是决定性的,它会促进创造的本土化和技术多样化。

李根同时还提出了一个技术转折点评估法,以判断一个中等收入国家是否进入了中等收入陷阱,以及是否超越了中等收入阶段,正在进入高收入水平阶段。这一方法通过一国的专利组合测量,判断该国技术周期时间是否达到峰值,并且是否已经转向了更短的周期。如果该国的技术周期时间开始转向更短的周期,那么就意味着该国成功地通过了中等收入陷阱的制约。按照他的研究,韩国和中国台湾地区在20世纪80年代中期通过了这个转折点,而中国大陆“似乎”在20世纪90年代中期就已经达到了这一点。李根的判断依据有三点,首先,2010年,中国申请美国专利的数量超过2500个,比任何中等收入国家都多,进入二十一世纪来,中国在申请美国专利的数量上一直是世界第一,类似于韩国在20世纪90年代的情形;第二,中国企业申请的专利大量集中在短周期技术领域,如半导体、存储和通讯等;第三,以日、韩国和中国台湾地区三个成功赶超体过去的三个衡量标准:本国授权专利中由本国申请居民的专利数是否赶上了外国居民的专利数?一般性发明专利是否赶上了实用新型专利数?公司专利数是否超过个人发明专利数量?——来衡量,中国分别在2003年、2004年和2007年达到上述三个标准。因此,李根认为中国已经通过了技术拐点,进入了短周期技术领域。[5]

李根所提到的短周期技术,本质上是佩雷斯和苏蒂等人提出的第二种机会窗口,也即是一种新的、与发达国家同处一个知识起跑线的技术。日韩等东亚赶超经济体的历史也证实了佩雷斯和李根等人的判断——只有第二种机会窗口才构成后发国家的赶超可能性。但是,李根所判断的中国在二十年前就超越了技术拐点的判断却值得进一步的讨论。因为即使李根的判断是正确的,也并不能改变中国在芯片行业的全面落后这一客观事实。事实上,按照李根的统计标准,中国拥有的美国专利在近十年(李根的统计仅仅截止于2005年)中更是表现出爆发性的增长:全球专利数据库提供商IFI ClaimsPatent Services2018年发布的报告显示,2017年,中国发明者共获得11241项美国专利,较2016年同期增加了28%,首次进入前五大美国专利获得方,排在美国、日本、韩国和德国之后,且主要在电子领域。[6]而在2017年的美国专利榜前五十强中,百分之八十为半导体和通讯电子行业,中国大陆地区也有三家上榜,其中,华为1474项,京东方1413项,华星光电708项。而从李根统计所显示的中国技术的加权平均周期的缩短这一结论上看,也并不是因为中国作为制造业大国有着比韩国更为复杂和更为全面的工业体系,从而其他方面的技术周期的缩短掩盖了中国在芯片这一技术领域中技术能力的滞后,因为事实上,中国在动态磁信息存储、晶体管和固态二极管、多重通讯、数据处理等领域的技术周期时间大大低于李根所统计的加权平均周期的8.07年,平均只有不到6.1年。[7]即使单纯就芯片专利而言,根据QUESTEL的报告统计,中国芯片专利申请量从2001年之后出现稳定增长,自2010年后申请节奏显著加速,到2012年超过3万大关。

与2000年来中国在半导体通讯等短周期技术领域中专利数激增这一现象相悖的是,在当下中国半导体市场接近全球的1/3(根据WSTS数据,2016年全球半导体销售额为3389亿美元,其中我国半导体销售额1075亿,占全球市场的31.7%)的时代,芯片进口就超过了2300亿美元,超过了原油,成为中国进口量最大的商品。根据ICinsights数据,2015国内半导体自给率还没超过10%,16年自给率刚达到10.4%。核心芯片自给率极低。我国计算机系统中的CPUMPU、通用电子统中的FPGA/EPLD和DSP、通信装备中的嵌入式MPU和DSP、存储设备中的DRAM和NandFlash、显示及视频系统中的DisplayDriver,国产芯片占有率都几乎为零。中兴事件对中国半导体行业的“缺芯少魂”症可谓是暴露无遗。[8]这说明,2000年以来,中国在半导体通讯网络等短周期领域内的发展,更多地是中下游生产规模和技术能力的扩展,而非上游产品技术能力的跨越。生产能力的提高和生产规模的大规模扩张固然提高了作为下游厂商的议价能力,但一旦遭遇技术遏制等突发事件,产业的脆弱性就暴露无遗。而另一方面,这一悖论也同时表明,李根的短周期技术理论在解释芯片行业上有一定的缺陷。

结合芯片行业的发展特征,之所以出现“统计数据上进入短周期技术领域但依然缺芯少魂”这一悖论,原因在于:第一,进入第五次技术浪潮和第六次技术浪潮的叠加期以来,技术创新更多地表现为一种重组式创新[3] 96-104,由于技术之间的组合日趋复杂化,技术创新链条的不断细化不仅使技术之间的网络依赖性特征日益突出,也使技术创新的突变和涌现加快,这同时也加快了长周期技术的变迁时间,因此用日韩等国赶超时期的技术周期峰值作为判断是否出现了短周期转折已经不再适用;第二,学习截断效应和红皇后效应并存,芯片行业是典型的短周期行业,技术换代速度极快,虽然换代频繁意味着赶超的机会窗口开启频率也很高,但同时也意味着知识和累积技术的淘汰很快,新技术的快速出现会使得既有知识的学习被打断,或者变得无用。而在快速变迁的技术体系内,红皇后效应,也即是“不仅要跑,而且要比别人跑得快”才能通过技术的选择通道,中国在短周期技术领域内的进展虽然有明显突破,但由于学习截断效应,在快速开启和闭合的机会窗口中难以把握迂回赶超机会,成为红皇后效应中的“慢跑者”;第三,芯片行业不仅是技术周期短的行业,也是极易形成垄断的行业,作为技术和资本双密集型的行业,芯片的技术门槛和资本门槛都很高,前期的研发成本非常高昂,但量产后生产和物流成本却很低,因此一旦研制成功,后期利润就非常丰厚,从而可以给企业带来了丰厚的研发资金,进而形成了良性循环,先行企业可以注册更多专利,制定更复杂和严苛的标准达到阻断追赶者的目的。另一方面,芯片行业又具有典型的生态链特征,芯片从设计、生产到应用,存在着紧密的兼容性要求,如果芯片跟其他商家不兼容,与通用平台不兼容,与编程语言不兼容,就无法赢得市场份额,芯片行业的这些特征,使其注定是一个容易形成垄断的行业,也是一个马太效应极为突出的行业。第四,芯片行业本身不是单一产品,而是一系列行业,不同于两弹”、“一星”这种难度和门槛很高,但最终“产品”数量有限的项目,芯片产业是一个异常庞大的产业,其本身就构成一个复杂的价值链和生产链。从专用芯片的角度来看,可以分为消费电子芯片,通信设备芯片,汽车电子芯片和工业电子芯片等,从通用角度来看,可以分为移动平台芯片,计算机处理器,存储芯片和FPGA芯片等等。其产业链包含了设计、制造、封装和测试四个环节,并涉及装备和材料等支撑产业。在从设计到出厂的过程中,涉及设计软件(EDA)、指令集体系、芯片设计、制造设备、晶圆代工、封装测试等多个环节的分工。其中,设计又与操作系统构成嵌入依赖系统。在这样的多环节链条中,要实现全面突破或高端的局部突破,无疑具有极大的难度。

三、高端保护:新李斯特主义的观点及其适用性

中兴事件的发生,也使国内关于产业政策是否需要的争论的答案不言自明。在战略性产业上,根本不存在新自由主义者的所谓政府识别失灵——大量事实都表明,即使是标榜自由主义典范的美国,其重大的产业创新也都是在政府扶持甚至是政府直接介入创新的结果。[9]但在如何选择产业政策上,则存在着两种不同的观点。第一种是新结构主义经济学的比较优势观,按照新结构经济学的核心逻辑——每个时点上的生产力和产业结构是由该时点的要素禀赋及其结构决定的,任何经济体在每一时点的要素禀赋结构是该经济体在此时点的总预算,而要素禀赋结构决定着要素的相对价格,并由此决定在那个时点具有比较优势的产业。后发国家的产业政策观应当顺从比较优势,按照传统雁阵模式和产业转移方式一样,无须在新兴产业价值链高端入手实施国家追赶战略,而应等发达国家研究成熟后再引进技术,根据这种当下时点上是否“划得来”的经济学分析,中国在芯片领域的产业政策同样应当是跟随—模仿—移植。而另一种观点则是新李斯特主义经济学的创造优势观,其核心逻辑是,产业政策制定究竟应该是以技术赶超理论为基础,由于经济的结构性变化是非连续的质变,顺从比较优势进行产业政策突破无法让后发国家实现赶超,唯有前瞻性和创造性地介入和占领价值链高端领域的产业,才能使后发国家取得竞争优势,摆脱价值链的低端依附地位。易言之,产业政策的选择不能依据某一时点上的是否“划得来”的经济学分析,而要依据长时期的系统性价值来确定。由于全球价值链在国家之间的分解,发展中国家在 “新国际分工” 中则处于那些惯例化的、 低附加值的、 几乎没有创新机会窗口和进入壁垒很低的价值链低端环节。新李斯特主义主张修正传统李斯特有关欠发达国家通过工业化致富的基本原则已经不再完全成立, 而主张进口低端产品出口高端产品,对所有产业的价值链高端进行保护, 实施从价值链高端进行追赶和蛙跳的经济发展新战略。[4]

大量事实都证明,新李斯特主义的这种竞争优势创造观和高端产业突破发展的产业政策,正是后发国家成功赶超的关键秘诀。新李斯特主义的产业政策观在具体实施上有两个关键主张,一是强调切入高端,实现跨越式创新突破;二是要保护高端,不仅要使高端产业的知识外溢和技术外溢效应留国内,而且高端技术必须是自主自有的。易言之,高端保护不仅是创新和产品扶持,如高强度研发投入、关税保护、国内采购等,还应当包含对外国直接投资高端领域的抵制。如果一方面通过高端产业的保护措施,另一方面又积极地引进外国直接投资进入高端领域,就会抵消抵消高端保护和高端促进的积极效应。历史上,拉美的进口替代战略的失败在很大程度上就源于这一组合上的错误选择。

具体到芯片行业,新李斯特主义的政策主张能否适用?如何具体化?这涉及到两个问题,第一,芯片行业的技术变迁速度如此之快,是否存在高端突破的机会窗口?第二,由于芯片行业本身就包含了一个复杂的上下游产业链,高端保护是全行业保护还是环节保护?第三,在确定第二个问题之后,如何实现国内相关产业协同,形成有效的生态链?

首先,芯片行业的技术变迁速度如此之快,是否存在高端机会窗口的机会?如我们所知,在过去五十年时间里,半导体行业一直遵循着摩尔定律的发展速度,即:当价格不变时,硅芯片的性能每隔18-24个月便会提升一倍。而芯片从设计到成品商业化的时间也需要18-24个月,这种极短的技术周期意味着技术知识和生产能力的不断过时,机会窗口开启短而频繁,为后发国家的技术追赶造成了极大障碍。但随着行业的快速发展,摩尔定律已经接近极限,受热管理、功率密度和洛克定律(Rock's law)的影响,芯片的升级迭代速度会降低,[10]而下一代芯片会从纳米硅转向到锑化铟(InSb)、铟砷化镓(InGaAs)、石墨烯等材料,新材料的转型意味着后发国家获得了一次和发达国家差距不大的技术范式切换机会,从而使跨越式发展成为可能。

其次,高端保护是全行业保护还是环节保护?就如前所述,芯片的设计、制造、封装和测试四个环节涉及到设计软件(EDA)、指令集体系、芯片设计、制造设备、晶圆代工、封装测试等多个环节的分工。其中,设计(包括设计软件、指令集体系)和制造设备和制造材料属于高技术上游环节,二晶圆代工和封装测试属于下游低附加值环节。在当前整个芯片产业的链条分布上,设计环节基本上被少数发达国家的跨国企业所垄断,设计软件EDA基本上被Synopsys(美)、Cadence(美)、Mentor(德)三巨头垄断,设计则被高通、英特尔、英伟达等发达国家占有,制造设备和材料则被日本和欧洲占领,韩国和中国台湾地区则在制造、封装和测试等环节占有相当大份额,如台积电等。在这一产业链的具体环节上,中国近年来在晶圆代工、封测等环节上开始具有一定规模,代表性企业如中芯国际(2017年营业收入31亿美元)已经成为世界第五大集成电路晶圆代工企业。但在加工设备和材料上仍无法自主,仅有北方华创可生产硅刻蚀设备、PVD/CVD 等沉积设备等,但规模很小(2017年半导体设备收入11.33亿元),而材料行业中基本为零。在具体芯片设计上中国也比较薄弱,2017年营业收入过百亿的只有华为海思(2017年营收387亿元人民币),展讯(2017年营收110亿元人民币),但发展速度很快,集邦咨询最新研究报告指出,2017年中国IC设计业产值预估达人民币2006亿元,年增率为22%,预估2018年产值有望突破人民币2400亿元,维持约20%的年增速,而且厂商技术发展仅限于低端产品的状况已逐步改善,海思的高端手机应用处理芯片已率先采用10nm先进制程,海思、中兴微的NB-IoT、寒武纪、地平线的AI布局也已在国际崭露头角。[11]在设计软件上,华大九天、广立微、芯禾科技也以开始在细分市场中占据相当份额。

从这种分布现状看,中国芯片行业如果要实现全产业链突破和全产业链保护,难度极大,而中国芯片产业之短板,在于在所有环节上都缺乏可与跨国公司抗衡的公司和技术,因此也无法在复杂的芯片生态链上占有独特的利基,只能依靠庞大的下游市场需求规模和由跨国公司主导的利益链产生协作关系。中兴事件已经充分表明,这种协作不仅是利益分配极不均衡的,也是极为脆弱的。依托现有的基础和规模的基础上,我国应在设计软件和芯片设计环节上集中力量,重点突破,在上游环节链条中占据一席之地。

最后,如何实现国内相关产业协同,形成有效的生态链?从芯片行业本身的特点看,芯片的生态链条既涉及到芯片成品与终端芯片用户,也涉及到芯片内部环节上的上下游厂商,两种用户都既提供需求拉动,也构成生态依赖关系。即,一旦终端芯片用户(如中兴)采用某种芯片进行集合生产,就产生系统依赖,而芯片设计、晶圆代工不仅和设计软件存在需求关系,一旦结合,也产生系统依赖。中国芯片之所以难以突破,在很大程度上也是因为受到这种诸如wintel联盟(芯片+平台+软件)的生态制约,这也是国内存在对芯片自主创新持悲观甚至不必要态度观点的主要依据所在。但无论是基于网络安全和经济安全考虑,还是基于长期产业利益看,产业发展受制于wintel联盟的生态制约格局必须被打破。从短期看,至少可以实现部分领域中的协同关系,进而在细分专用市场中形成自己的芯片+平台+软件联盟,例如,中国本土EDA公司就可以也应当与本土顶级晶圆代工公司和芯片设计公司紧密结合,相互促进共同成长,对于先进的28/24/10纳米工艺和技术重点攻关,实现点上的突破。

按照李根的总结,中国技术赶超的独特性在于三点:第一,强调正向工程而不是韩日赶超时期的逆向工程,第二,通过国际并购获取品牌和技术,第三,通过与外国直接投资的企业并行学习促进本土企业的发展。[5]159这种总结同时也表明,缺乏产业协同和高端保护一直是中国技术赶超过程中的弱点所在。且不论上述特征在其他行业中的绩效如何,就芯片行业而言,如果继续采取上述特征的赶超模式,不突出产业协同和高端保护,芯片行业仍难以取得大的进展。从这三个特征来看,首先,芯片产业的正向工程意味着需要更长的周期和更大的投入,但鉴于芯片产品本身的技术复杂性和系统性,逆向解构进而模仿已经不可能,也即是说,正向工程是芯片行业唯一的选择;但是,事实表明,试图通过国际并购获取品牌和技术在芯片行业的模式难度很大,2017年收购莱迪斯被美国政府叫停就是典型表现,最后,试图通过外国投资达到并行学习的效果,其本质仍是市场换技术的汽车发展思维,这已经被证明是行不通的,这种模式只会加深对wintel联盟的依赖性,同时也牺牲了本可以促进本国高端环节创新的市场需求。

四 、结论与反思

客观地说,政府一直非常重视芯片行业的发展,有关的产业政策可以追溯到2000年由国务院印发的《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》(即业内著名的18号文件)。2011年,国务院又发布了新18号文件,继续强化了对国内芯片产业的支持,在财税、投融资、人才、研究开发和进出口等方面都提出了具体的支持计划。在新旧18号文之间,国家还发布了起补充、配套和强化作用的 “51号文”和“132号文”。在新18号文件发出的3年后,国务院还发布了《国家集成电路产业发展推进纲要》,更完全聚焦在芯片产业。明确提出,到2030年,集成电路产业链主要环节达到国际先进水平,一批企业进入国际第一梯队,实现跨越发展,并出台一系列具体措施予以保障。

但是,长期以来,针对芯片行业的高端突破和保护,自有生态链和产业链打造的产业协同没有得到足够的重视。在国内芯片设计软件开始快速发展时,Synopsys、Cadence等EDA巨头也都已经在中国大陆进行本土运作,当展讯在低端芯片开始占有市场时,发生了大唐与高通合作低端芯片的事件,在电子产品、操作平台和软件的政府采购中,也未见针对性的保护措施。当前大规模上马晶圆代工和封测工厂,仍然是试图沿着产业链低端向上攀升的路线,虽然在封测和制造上,的确存在着日—韩—台次序的梯次产业转移,而三者也都均实现了芯片价值链上的高端攀升,但这一规律不适用于中国,一方面产业竞争格局已发生变化,各环节垄断已经形成,另一方面我们也不可能像三星获得英特尔支持那样获取技术来源。巴统虽已不在,但瓦森纳协议还在。只要中国要崛起,核心产业的自主创新就不可回避。

参考文献:

[1]刘志彪, 张杰.全球代工体系下发展中国家俘获型网络的形成、突破与对策——基于GVC与NVC的比较视角[J].中国工业经济,2007(5):39-47.

[2]梁运文, 劳可夫.网络分割、创新借势与中国国家“创新驱动”发展断裂突破——基于国家竞争优势拓展的视角[J].经济理论与经济管理,2010,(3):23-31.

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[4]贾根良.新李斯特主义经济学在中国[M].北京:中国人民大学出版社,2015.

[5]李根.经济赶超的熊彼特分析:知识、路径创新和中等收入陷阱[M].于飞,陈劲,译.北京:清华大学出版社,2016.

[1]以手机为例,市场调研机构Canalys的数据显示,在2017年第三季度美国市场中,中兴的市场份额达到15%,排名第四,位于苹果、三星和LG之后,但中兴手机目前在美国所销售的,还是中低价位段的机器。详见:http://tech.sina.com.cn/it/2018-04-19/doc-ifzfkmth6879381.shtml

[2]早在2012年,美国国家安全委员会就以国家安全为由发出警告,禁止美国电信运营商采购华为、中兴的设备。2013年,美国再对中兴通讯等中国企业发起“301”调查。

[3]2018年2月的世界移动通讯大会上,中兴(包括华为)都展示了极为优异的5G产品预案。而在5G测试上,美国厂商没有进入前5,在全球无线通讯基建中,中兴、华为的占有率已高达40%,美国摩托罗拉和思科仅占6%。如果5G时代中由中兴华为等中国企业主导,则意味着5G时代的苹果每卖一部手机,就要给华为、中兴交若干元专利费,一如过去华为、小米每卖一部手机,就要向高通支付一份专利费一样。详见:https://t.qianzhan.com/caijing/detail/180502-57910711.html

[4]万德咨询的研究报告显示,在无线网络产品,在基带芯片方面,中兴已经实现2G和3G基带芯片和数字中频芯片的资助配套,但在4G及以上基带主要基于Xilinx或者Intel/Altera的高速FPGA芯片;在射频芯片方面,主要来自Skywoeks/Qorvo等公司;在模拟芯片方面,包括PLL芯片,高速ADC/DAC芯片,电源管理芯片主要来自TI等公司。光输产品、光交换芯片方面,中兴已实现中低端波分和SDH芯片资助配套,但10G/40G/100G等中高端光交换和光复芯片主要来自Broadcom等公司;光收发模块主要来自Oclaro、Acacia等公司,在数据通信产品。在路由和交换芯片方面,中兴已实现中低端芯片自主配套,但100G等高端交换路由芯片主要来自Broadcom;以太网PHY和高速接口芯片,仍全部来自Broadcom、LSI、PMC等公司。宽带接入产品。XPON局端和终端芯片、ADSL局端和终端芯片、CMTS局端和终端芯片,以及无线路由器芯片,基本全部来自Broadcom公司。核心网产品。媒体网关、会话控制器、分组网关、分组控制器等产品主要基于Xilinx或Intel/Altera的高速FPGA芯片来实现;用户鉴权授权击飞、运维和管理平台等产品基于X86服务器来实现。手机终端产品。高端产品,芯片主要来自高通,PA芯片主要来自Skyworks和Qorvo;中低端产品,主芯片套片主要来自MTK、展讯、联芯等公司。

[5]按照李根的统计,2000到2005年中国大陆技术的加权平均周期是8.07年,1980年至1995年韩国和中国台湾的评价周期7.69年,远低于巴西和阿根廷的9.26年。

[6]2017美国专利榜单出炉!中国首进前五,中国企业增幅第一的竟是它![N/OL].搜狐,http://www.sohu.com/a/217147327_759428

[7]依据李根的数据表计算得出,原数据表格参见李根:经济赶超的熊彼特分析:知识、路径创新和中等收入陷阱,清华大学出版社,2016,第172页。

[8]就芯片而言,2016年中国进口芯片2300亿美元,比排在第二名是原油进口金额高出一倍之多。据调研公司InternationalBusiness Strategies Inc估计,中国芯片需求量占全球50%(有些应用的芯片,占70-80%)以上,但近90%是进口或在华外企生产的。参见凤凰财经http://finance.ifeng.com/a/20180418/16127168_0.shtm

[9]关于这方面的大量历史证据,可以参见沈尤佳. 美国科技革命的隐蔽基础:一个理论经济学的分析框架[J]. 天府新论, 2017(1):128-140.以及[美]史蒂夫.C.柯拉尔(Steven C.Curral)等:有组织的创新——美国繁荣复兴之蓝图,清华大学出版社,2017.

[10]热管理是由于单位空间散热极限造成芯片功率受限,功率密度是从设定的空间可以汲取的功率量。因储能设备如电池极限也无法保障芯片的进一步高功率升级,而洛克定律(Rock's law)则是指强调了生产中的成本规律,即:芯片制造厂商的成本每4年便会增加一倍。

[11]海思、展讯带头的中国IC设计业,2017年成长这么多[N/OL].与非网,2017-12-06http://www.eefocus.com/mcu-dsp/398308

【本文原载于微信公众号“演化经济学”】

来源 : 演化经济学
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