小芯片：中国科学家近期的“小目标”
中国东南大学生物科学与医学工程学院赵远锦教授在进行“心脏芯片”的后续研究。新华社图
【记者 邱登科】
“我们的第四代可视化机器人已经应用到大量手机生产线上焊接、组装及检测等关键工序，但我们唯一担心的是芯片。这种视觉传感数据化集成芯片，目前被一家跨国公司垄断，很大一部分利润用于支付这种芯片的采购，”记者日前在东莞巡访高端制造业企业时，一家机器人龙头企业负责人如是向记者表达他的担忧。
这种担忧实际上普遍存在于目前欣欣向荣的VR、AI、机器人等高端制造业并延伸到与移动互联网相关的高端服务业，制造业水平和服务业水平被一块小小的芯片卡住了脖子。
记者了解到，据中国半导体协会统计，中国芯片有记载以来一直以进口为导向，且贸易逆差呈扩大趋势。2017年中国芯片贸易逆差再创新高，达1932亿美元，增速高达16.4%，进口额约占全球68.8%，而出口占比仅为9.8%。根据SEMI数据，2017年中国芯片自给率仅为27%，中国芯片产业对外依存度持续走高。
“高端芯片进口依存度与产业危机正相关，这是不争的事实，这也是业界普遍存在危机感的缘由所在，”中国半导体协会相关负责人告诉记者。
仅有整机是不够的
中山大学工学院一名不愿具名的教授在接受记者采访时指出，VR、AI、机器人等高端智能化产品的构成要素包括软件和硬件两个方面。芯片是二者的桥梁和纽带，同时具备软硬件属性。有人认为，先发展整机，在体量上取胜，再转而研发芯片等核心技术，是产业发展的捷径。这种观点在现时来说，是非常错误的，会让产业步入歧途。
该教授分析，以上述东莞机器人制造为例，如果认为通过购买软件和芯片等核心技术简单加工和组装就可以完成跨越，就可以实现“中国制造2025”，那是非常短视的。因为任何智能化高端制造业都随时存在技术更新和升级换代的问题，这里所谓的更新和升级，绝对不是指整机的简单改变和组装，而是指软件和芯片。如果自己不能拥有这些核心技术，那将永远被技术拥有者牵着鼻子走，高额利润永远属于核心技术掌控者，主动权永远在别人手里。
高端芯片差距巨大
记者了解到，我国部分专用芯片快速追赶，正迈向全球第一阵营。专用集成电路细分领域众多，我国能够赶上世界先进水平的企业还是少数，这主要有两类：一类是成本驱动型的消费类电子，如机顶盒芯片、监控器芯片等；第二类是通信设备芯片，例如，华为400G核心路由器自主芯片，早年推出时领先于思科等竞争对手，并被市场广泛认可。上述芯片设计能较好地兼顾性能、功耗、工艺制程、成本、新产品推出速度等因素，具备很强的国际竞争力。但是，在高端智能手机、汽车、工业以及其他嵌入式芯片市场，我国差距仍然很大。
同时，在高端通用芯片设计方面，我国与发达国家差距也非常巨大，对外依存度很高。我国集成电路每年超过2000亿美元的进口额中，处理器和存储器两类高端通用芯片合计占70%以上。英特尔、三星等全球龙头企业市场份额高，持续引领技术进步，对产业链有很强的控制能力，后发追赶企业很难获得产业链的上下游配合。虽然紫光展锐、华为海思等在移动处理器方面已进入全球前列。但是，在个人电脑处理器方面，英特尔垄断了全球市场，国内相关企业仅有几家，但都没有实现商业量产，大多依靠申请科研项目经费和政府补贴维持运转。
芯片仍然是物理规则的定义者
中科院计算技术研究所研究员陈天石指出，在智能时代，芯片仍然是物理规则的定义者。陈天石举例说，如果把多样化软件和应用所生存的数字世界比作我们的宇宙，那么，芯片其实就是这个宇宙基本规律的定义者。谁掌握了芯片技术和背后的生态，谁就将在智能时代获得最大的话语权和统治力。
陈天石认为，人工智能的重要性已经深入人心，而深度学习成为当前最主流的的人工智能算法。这对于处理器芯片的运算能力和功耗提出了更高要求，也给处理器芯片市场带来了新的机遇。各巨头也是看到了这个市场的容量，因此，最近纷纷投入财力、人力和物力。
高端领域实现“弯道超越”
光电子芯片和器件的是我国最薄弱的环节，绝大多数严重依赖进口，已成为制约我国光电子产业乃至整个信息产业发展的瓶颈。
中科院半导体所研究员吴远大分析，目前，国内光电子芯片与器件发展主要存在三方面问题：核心技术研发能力不强；研究与应用脱节，产业化能力弱；存在信息安全及产业安全隐患。因此，加快推动光电子芯片与器件技术进步和创新发展，已成为发展信息产业的重大战略和必然选择。
对此，吴远大建议，强化战略牵引，明确产业发展方向并提供积极支撑。设立重大产业应用专项，摆脱短期面临的困境，强化核心关键技术与产品创新，加大对高速光芯片及光电集成技术等重点技术领域的研发投入，并持续、滚动支持，力争中低端芯片与器件完全国产化，部分高端领域实现“弯道超越”。
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