贾根良:中国芯片如何突出重围
2020-10-22 00:47:29
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作 者:贾根良(中国人民大学特聘教授)

来 源:赛先生(ID:mrscience100)

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在二战结束之前,美国就前瞻性地制定了宏伟的计划以实现战后转型,如1944年,战时科学研究与开发局主任布什受命于罗斯福总统,为二战后科学研究任务制定发展规划,之后主持并发布了《科学:无止境的前沿》这一著名报告。

布什指出,美国不应该荒废战时形成的研发能力,特别需要联邦政府资助基础研究,并提出了促进基础科学研究的 “管道模式”(在这一模式下,政府仅支持早期研发阶段,后续阶段交由市场),为20世纪美国科学进步规划了蓝图。在这一报告指导下,联邦政府对基础研究和应用科学研究的资金投入大幅增加。

为适应新兴技术发展趋势的内在要求和应对冷战的外部压力,美国国防体系发生了深刻的转变。美国国防部不但资助研究的早期阶段,而且资助所有后续阶段,包括开发、原型设计、产品设计、示范、测试平台直至初始市场创造,贯穿整个创新管道,远远超越了常规的研发投入的角色,即 “扩展管道模式”;其政策也并非囿于惯常的研发投入政策工具,还涵盖了政府采购、知识产权和反垄断政策等。

正是通过这一 “互联” 的创新体系,美国国防部引领了20世纪的电子计算、半导体、超级计算、软件、个人电脑和互联网等计算和信息技术创新浪潮。

美国半导体产业如何崛起的?

以集成电路的发展历程为例。1947年,贝尔实验室的约翰·巴丁、沃尔特·布拉顿、威廉·肖克利成功研发出晶体管。20世纪50年代,半导体的军事潜力得以立即运用,国防部直接资助这一技术的生产工艺研发和“试错”实验,承担了晶体管开发的风险和成本以实现批量生产。

根据蒂尔顿的研究,截至1959年,联邦政府资助了该领域研发投入的近25%。不仅如此,联邦政府还通过政府采购的形式支持半导体企业的发展。

1958年,得州仪器公司的基尔比发明集成电路。集成电路研发成功后四年间,客户只有美国空军和航空航天局(NASA),甚至到20世纪60年代中期,美国政府一直是美国制造的集成电路的唯一客户。随着集成电路商业化应用臻于成熟,政府采购的占比才从最初的100%下降到20世纪90年代的不足10%。

正是得益于这种政府采购过程,很多新的半导体公司纷纷出现,如仙童半导体公司;随着时间的推移,这些新创企业还获取了在该行业的技术领先地位。

也正是这一过程,极大地推动了该行业的早期成长和价格下降,使得集成电路技术从贝尔实验室、仙童半导体公司和英特尔公司转移到苹果手机或平板电脑之类的电子设备。

更重要的是,这一过程使得半导体在美国的生产逐渐涵盖了设计、制造、封装、测试等几乎所有产业链环节,为美国成为发展型网络国家奠定了基础。

从半导体制造技术联盟到制造业创新中心

虽然集成电路首先由美国创造,但是日本于1976年发起一项超大型集成电路计划,旨在增强日本半导体的制造能力。1985年,日本在这一领域实现技术赶超。

面临激烈的国际竞争,为了恢复美国在半导体领域的领导地位,美国国防部高级研究计划局下属的联合半导体研究协会于1987年组建了半导体制造技术联盟(Sematech),国防部提供了5亿美元的拨款,为期5年,并且明确指出将研发投入的80%用于2~3年内可转化为商业成果的短期项目,20%用于3年及以上的长期项目。

美国半导体制造技术联盟并没有囿于针对基础研究的研发计划,反而着重强调了未来五年联合开发技术的 “路线图”,以指导制造商和供应商的研发投资和产品开发,并推动制定有关设备技术标准和性能目标的协议。

1995年,美国半导体制造技术联盟便帮助美国重获制造业领袖地位。在此期间,国防部高级研究计划局为了实现技术突破,支持加州理工学院的卡弗·米德和施乐帕克研究中心的林·康维开发了半导体设计规范及相应的“晶圆代工”模型,即制造和设计过程的分离模式,大大提高了其效益,但同时也导致了半导体 “产业公地” 的衰退。其他领域的制造活动也出现了类似的大规模外移现象。

这种断层逐渐威胁到美国自身的研发能力,加之2008年经济危机,便引发了奥巴马一系列的 “制造业振兴计划” ——借政府的 “有形之手” 重建公地之举。

美国半导体制造技术联盟是国防部支持生产转型改进的经典例子,创造了经典的创新联盟模式,实现了从传统的产业政策到网络型产业政策的转变和升华。从长期政策的视角看,围绕制造业技术和过程创新组建的跨产业、大学、政府机构的创新组织模式比年度资助意义更为深远,其作用和成效影响至今。

近年来,这一 “互联” 模式以制造业创新中心的形式回归,力图应对复杂的、以生产为基础的挑战,占领下一次产业革命的制高点。

美国制造业创新中心的构建思路是,将学术界(包括大学、社区学院及国家实验室等研究机构)、产业界(制造企业、初创企业等)和政府(联邦政府、州和地方政府及经济发展组织)等连接起来。

学术界致力于完成基础研究;产业界负责产品的开发和推广;而政府需要识别产业界、学术界和政府之间的合作机会,并提供资金支持。

美国先进制造业计划办公室,图片来自slideplayer.com

创新中心的作用则是将各方联系起来,架构起基础研究和产品开发(商业化)之间的桥梁。创新中心的活动在总体上是通过美国先进制造业计划办公室(AMNPO)全权负责,这就是马祖卡托所说的政府所发挥的 “发展型角色” 作用。

美国政府的产业政策推动创新革命浪潮

美国联邦政府在半导体产业发挥的作用并非孤立案例。借助于戴维·P.安吉尔、戴维· C.莫厄里、马祖卡托、罗伯特·H.沃德,笔者、周建军等国内外学者对美国产业政策发展史的研究,我们很容易看到:半导体的发展、计算机硬件的商业化、互联网的普及等,都取决于政府的长期战略以及有目标的投资行为,特别是政府采购的关键作用。

《国内大循环:经济发展新战略与政策选择》贾根良著,中国人民大学出版社2020年8月出版

正如笔者在《 “中兴事件” 对中国加入WTO〈政府采购协定〉敲响了警钟》一文中所指出的:政府采购在美国计算机、大飞机、芯片产业和互联网等众多核心技术的原始创新和霸主地位的形成中发挥了关键性的作用。

但是,相较于美国政府采购在推进关键技术应用过程中的关键作用,我国对资助创新的支持基本上只是提供研发资金支持和税收减免等供给方创新政策,缺乏政府采购这种极为重要的需求方政策,这也是导致我国在中兴事件中被人扼住咽喉的重要根源。

作为网络型产业政策的典型,美国先进制造业计划可谓 “十年磨一剑”。通过考察其十多年来的报告、专项计划、战略规划等,可以发现美国当下的 “国家制造业创新网络” 并非偶然或是突然的战略举措,其内在思路和逻辑也不是 “再工业化” 所激发的,而是数十年来美国以创新政策为名实施政府干预实践的延续和升华。

虽然美国政府不断在各个场合中声称本国没有产业政策,特别强调创新政策与产业政策的不同,但是在这种 “投资创新,规划先行,谋定而后动” 的统筹指导下,我们发现美国的创新政策实际上就是产业政策。

从更广泛的背景来理解,如果依然假设私营部门企业家和风险资本家的“自由市场”会产生更好的结果,那么这一假设是基于对政府主导的创新网络获得的收益的无知。

在发展的关键节点上,联邦政府无不是以投资和创新作为重振国家经济的两大手段,其投资具有战略性、灵活性和任务导向性,其创新具有预见性和变革性,其技术领域既考量了短期的接受度,又考量了长期的应用潜力。

所有这些美国成功的故事,都证明美国工业基础不是凭空产生的,不是自下而上涌现的,更不是市场自发的,而是 “顶层设计” 的产业政策与企业家勇于创新相互激荡的结果,也是美国本土产生的 “国家资本主义” 的产物。这并非偶然,而是某种程度的必然,只不过美国政府以 “捍卫国家安全” 作为幌子,将其产业政策成功地隐形了。

从历史和事实的角度来看,美国从来都是通过选择性的产业政策推动创新革命的浪潮,美国在世界上的领先地位与政府干预息息相关。

就美国先进制造业的组织过程而言,在国家层面上,美国政府审时度势,设立专职机构、制定专项计划以及出台大量政策和法规等进行支持,而且这些努力实际已经超越了一代人的时间;在操作层面上,联邦政府一直在分散的、相互独立的政府机构内,以不同的方式推行促进美国技术变革的产业政策,来满足不同类型的组织对特定人才或重要资源的需求,特别是通过构建协同创新的社区,孕育下一代产业革命的领导者,从而进一步推动了产业升级和经济发展。

相较之下,通读《中国制造2025》可知,它只是提出了动用财政资金加大对技术的研发力度、组建研发联盟的计划,但这不过是对美国惯常做法的模仿而已,在政策实施的广度、深度、力度、凝聚度和实际效果方面都远不及美国。

由此来看,美国政府无端指责 “中国制造2025”,是典型的两面派作风,是 “只许州官放火,不许百姓点灯” 的行径。

注:本文摘编自中国人民大学特聘教授贾根良的新著《国内大循环:经济发展新战略与政策选择》。

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