“中国芯片起步晚、发展快”这个说法，并不准确|主板|晶体管|闪存

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（来源：观察者网）

近日，美国众议院外交事务委员会以压倒性优势通过一项两党联合提案，意图将先进AI芯片对华销售的审查权收归国会，并参照军售模式进行监管。这再次凸显了美西方在关键技术上对华“卡脖子”的长期策略。

面对外部封锁，中国芯片产业正加速推进自主可控进程。目前，中芯国际、华虹等主要代工厂产能利用率持续满载，在成熟工艺领域已占据全球领先份额。尽管在先进制程方面仍受限制，但国内正在全力攻坚7纳米乃至5纳米技术，芯片自主化率逐步提高，部分高端AI芯片与服务器芯片的研发也进入加速阶段。

当下，芯片的价值发生了哪些历史性的变化？面对技术“卡脖子”，我们已取得哪些进展？还存在哪些短板？围绕这些问题，观察者网特邀《芯片风云》作者、物理学博士戴瑾进行深度解读。

【对话/观察者网郑乐欢】

观察者网：戴老师您好！您在著作《芯片风云》中，将芯片比作“现代石油”。能否请您简单谈谈芯片在今天人类社会中“看不见”的价值？

戴瑾：其实也不是真的看不见。你把家里随便一个机盒打开，里面全都是芯片。比如把手机拆开——当然自己的手机别乱拆，挺贵的——但你看网上很多拆机图，里面有很多芯片，有些还会标注这个芯片是干什么的、那个芯片是干什么的。

包括手表、冰箱、微波炉、空调等等，虽然芯片占比不一定很大，但都有一块板子，上面集成着不少芯片。没有芯片，这些设备一样也用不了。如今，凡是带点智能功能的东西，比如扫地机器人、电视机顶盒，里面全都塞满了芯片。

所以并不是真的“看不见”，只是普通人一般不会特意去看。可一旦少了这些芯片，这些东西没有一个能正常工作。

观察者网：这是对于普通公众而言的价值。随着国家和世界层面越来越重视科技的意义，您认为芯片的价值发生了哪些历史性的变化？

戴瑾：这不仅仅是中国的事。科技发展到今天，一切都在向信息化迈进。我们过去使用的产品，现在都要自动化、信息化，这些都离不开芯片。

举个刚才没提到的例子——汽车。倒退几十年，车里哪有什么芯片？就是发动机烧油，方向盘靠机械装置带动。

现在完全不同了，汽车行业已经成为芯片的一个重要市场。一辆车里可能装有上千个芯片：你按个按钮调节座椅，里面就有一个小芯片在控制，我们通常叫它MCU（微控制器）。光是这样的MCU，一辆车里可能就有上百个。

现在的汽油发动机里也有很多芯片来控制、提升效率，电动机就更不用说了。所以这不光是中国，而是现代科技发展的必然——几乎我们所有的产品，绝大多数都要用到芯片。即便是20年前根本不需要芯片的东西，现在里面也都会有芯片。

观察者网：您如何看待芯片在第四次工业革命中扮演的角色？

戴瑾：芯片本身源于第三次工业革命，也就是信息革命。第一次是蒸汽机，第二次是电力，第三次是信息，核心正是半导体芯片和计算机的发明。而第四次工业革命，我们看到其中一个特点，是强电和弱电的融合。所谓强电，是指供电、电灯、电动机这类以能源为主的电力；弱电则是芯片、电话、早年电报以及现在手机、计算机所用的、用于传递信息的电力。

过去这两个领域是分开的，现在则开始融合。比如电动汽车里必须有芯片；再如计算中心，计算量巨大，耗电量也极大，以前用于汽车的散热技术现在也被引入数据中心。这就是强电与弱电的融合。

所以说，芯片虽然是第三次工业革命的产物，但它在第四次工业革命中依然扮演着不可或缺的角色。

第四次工业革命的主要特点，就是强电与弱电开始融合。好比飞机，过去和芯片没什么关系，就是烧油起飞。现在的无人机完全智能化，遥控、数字化，跟过去的飞机完全不是一回事了。

观察者网：从芯片漫长的发展史来看，您认为历史上哪些关键的技术转折点或产业决策，对今天全球芯片格局产生了决定性的影响？

戴瑾：技术和产业决策这两方面都有影响。从技术角度来看，首先肯定是晶体管的发明。晶体管诞生后不久，就有人意识到它未来可以用来做集成电路——这和电子管不同，电子管像灯泡，有灯丝，你很难把一万个电子管做到一起。但晶体管是在硅片上实现的，在同一块单晶硅上掺杂不同杂质，就能形成晶体管结构。这就像画画一样，硅片如同白纸，可以在上面“画”出很多晶体管。

所以从晶体管发明几乎第一天起，大家就想到可以做集成电路，几年后也真的实现了。因此第一个关键节点就是晶体管的发明，以及随后约五六年内集成电路的诞生。

第二个重要转折是存储技术的演进与发明。我们今天使用的几种半导体存储介质，比如DRAM、SRAM，还有闪存（Flash），它们的出现非常关键。DRAM和SRAM在60年代发明，这直接推动了整个计算机行业的发展。不过它们断电后信息会丢失，永久存储还得靠磁盘等设备，但这已经为计算机进步奠定了基础。

到了90年代，闪存被发明出来。闪存能够将永久存储集成在芯片上，体积大大缩小——原来磁盘很大，而芯片可以做得非常小。正是因为有了闪存，手机这样的设备才得以发明，否则你得背着个大磁盘，根本没法用。永久存储问题解决后，手机问世，移动通信随之兴起，带来的影响就不用多说了。所以，从早期的半导体存储到90年代闪存的发明，这是第二个非常重要的技术节点。

第三个关键技术是CMOS（互补金属氧化物半导体）。这是如今我们制作CPU、GPU等逻辑电路的基础技术，在60年代由一位华人科学家萨支唐发明。CMOS的特点是非常省电，直到今天绝大部分芯片仍采用这项技术，这无疑也是一个极为重要的发明。

再往后，进入本世纪，一个重要趋势是将晶体管做小，并且从简单的平面结构转向立体结构。先是出现了鳍式场效应晶体管（FinFET），它像一片片竖立的鱼鳍，是在硅片上建立的立体结构。再到如今最新的环绕栅极场效应晶体管（GAA），晶体管完全实现了三维立体构造。这大概可以说是又一个重大的技术突破。

另一方面，产业决策同样重要，比如美国早期对半导体产业的扶持。上世纪60年代，美国的芯片公司主要客户是军方、阿波罗计划和其他军工企业。这种来自国家需求的支持，使美国在当时就战胜了欧洲的竞争对手。

随后是日本的崛起。而到了90年代，著名的“广场协议”背后，其实是美国对日本半导体产业的打压，同时转而扶持韩国；于是日本逐渐衰落，韩国的半导体产业借此兴起。差不多同一时期，即80年代末到90年代初，中国台湾的半导体产业也开始崛起。这是一个政策驱动产业格局变化的典型例子。

在产业模式演变中，一个非常重要的节点，是晶圆代工行业的兴起。半导体工业早期，芯片公司通常自己设计、自己制造。但随着摩尔定律的推进——这里要补充一点，摩尔定律并非自然规律，而是由英特尔创始人之一戈登·摩尔提出的一种产业愿景——这个愿景被行业坚定地执行了近50年，大约每18个月就让芯片上的晶体管数量翻一番，这本身就是一个被付诸实践的伟大规划。

到了80年代，随着摩尔定律一代代推进，半导体制造工艺越来越精密，所需设备越来越昂贵，技术难度和行业门槛也随之大幅提高。后来，很多芯片公司已经无力承担自主制造，到今天就更不用说了——一条先进产线动辄需要数百亿甚至上千亿的投入，初创企业根本不可能涉足。

于是，产业开始分工。以台积电为代表的专业晶圆代工模式应运而生：代工厂不设计芯片，只为其他公司提供制造服务。这一模式促成了全球半导体产业的一次深刻分工。

最终造成的结果是：芯片制造业逐渐向东亚聚集。直到最近，美国的制造能力实际上已大幅衰退——当然他们现在已意识到问题，正试图将制造环节迁回本土，但能做到什么程度还有待观察。事实上在此之前，芯片制造确实已向东亚集中。而芯片设计领域，至今美国仍占据领先地位。这就是目前形成的一个大格局。

再往下说，就是咱们中国雄心勃勃的芯片发展计划了。中国芯片行业真正系统性地、大规模投入发展，基本是从本世纪开始的，尤其在贸易战之后，才进入了全面加速的阶段。

观察者网：有人说，中国的芯片产业虽然起步晚，但发展非常快。如果以全球产业发展的长周期为参照，您认为中国芯片产业目前正处在怎样的历史阶段？

戴瑾：“中国起步晚、发展快”这个说法，其实不太准确。实际上，中国芯片发展的起步并不那么晚，长期来看发展也不算太快。

为什么说起步不晚呢？晶体管和集成电路都是在50年代发明的。你看我们书里写的历史，新中国建立后，第一批从美国回来的海归学者，就帮助中国开始了半导体和芯片的研发。从美国发明晶体管到中国造出晶体管，从美国做出集成电路到中国做出集成电路，中间大概只差了六七年。所以当时中国是落后一点，但并没有落后很多代。

到了60年代以后，中国进入文革时期，但芯片发展其实也没完全停下。文革结束时，中国已经基本普及了晶体管，实现了从实验室到工厂的大规模生产，家家户户几乎都有了晶体管收音机。

但问题是，与此同时，美国已经进入了摩尔定律的加速轨道，每隔一年半性能就翻一番，这么持续了十年，翻了多少倍。所以到“文革”结束时，虽然我们也能做，但做的只是最初级、最简单的那一点，而别人已经迭代了好多代，这个差距就被拉得非常大了。

进入改革开放后，中国的经济发展走的是全球化的路线，也就是融入由西方、特别是美国主导的全球分工体系。那时候我们能做的，就是产业链最上层、或者说价值链最末端的事情。在整个IT产业链里，最底层是制造芯片的设备，比如光刻机、蚀刻机；往上一层是晶圆制造，就是把芯片在硅片上刻出来；再往上是芯片设计；更上层是用芯片做硬件，比如手机、电脑；最顶层则是手机和电脑上的应用，比如软件和互联网服务。

2025年8月，上海芯上微装第500台步进光刻机成功交付，主要用于后道封装。

改革开放后，我们正是从最上层、最基础的加工制造环节开始融入这个全球链条的。所以我们看中国最近几十年的发展，基本是“从上往下”做起来的。

我们最先是软件和互联网做起来了，后来的移动互联网更是几乎不落后，甚至在某些方面领先。大概到90年代，像联想这样的公司开始自己组装电脑，也就是买别人的芯片来做。但那时候电脑的技术含量相对较低，基本上就是做块主板、做个壳子，里面的核心芯片和操作系统（比如Windows）都是现成的，我们主要做的是整合和组装。

等到手机时代，技术含量就高多了。手机的软件需要自己深度定制和优化，主板的设计也更复杂，涉及射频信号处理等，比电脑主板学问多，外壳工艺也要求更轻薄，所以手机的整体制造难度更高。

大概在2000年代初，我那时刚回国进入手机行业，亲眼看到中国手机行业从零起步。最开始怎么做？是直接向供应商购买完整的“模组”——芯片已经贴好，软件也基本调通了，我们主要就是自己设计一个外壳套上去。这是中国厂家起步的方式。

后来，我们开始想自己做里面的主板，这个过程当时叫“芯片级设计”。注意，这不是设计芯片，而是采购不同的芯片，自己来设计和集成手机主板。这样一来，就有了自主选择权，不再是被动接受别人定好的方案。这个过程非常痛苦，我亲身经历过，公司上下焦头烂额，产品质量一度很糟糕，但这是个必须经历的、艰难的学习过程。而今天，中国手机行业已经全球领先了。

等中国厂家跨过了“芯片级设计”这个关口，能够自主选择芯片后，中国的芯片设计公司就开始有机会了——因为有了本土客户。然后，当中国自己开始设计芯片，本土的晶圆代工厂也就随之有了客户和市场。

再到最后，代工厂需要购买国外的设备。而中国真正开始大力投入去做半导体设备，基本上是在被“卡脖子”之后，尤其是在中美贸易战之后才全面加速的。

所以，这是一个“倒过来”的发展路径：我们从最上层的应用和整机做起，逐步向下穿透到设计、制造，最后才攻坚最底层的设备。

另一方面，我们的发展其实不算快，为什么？因为在芯片产业高速发展的黄金时期，我们错过了。后来晶圆代工模式这场重要的产业革命，我们也没有抓住先机。我们当时并非没有尝试，90年代也有过布局，但当时的国力、资金和技术积累确实不够，投入的力度以今天的眼光看也微不足道，所以没做起来。

直到大约2010年以后，我们在晶圆制造领域才慢慢有了起色。而半导体设备领域，更是要等到贸易战后的2020年左右，才真正开始获得发展的机遇。所以，整个过程是漫长而艰难的。

观察者网：像您刚才说的，中国这种“从上往下”的发展路径，是中国独有的模式，还是其他国家也有类似情况？

戴瑾：整个东亚地区的发展路径多少都有些类似。不过，比如日本，他们在更基础的领域投资会更早一些。中国在早期对基础技术的投入的确没有那么大规模。中国台湾的晶圆代工能崛起，也是因为他们从70年代开始，通过“工研院”引进技术，在研究院里积累了十几年，持续投入和准备，到80年代才真正开始建厂。这都是需要时间的，基础技术的投入必须要有很强的前瞻性。

观察者网：您认为当前中国芯片产业面临的最根本、最需要耐心去解决的挑战是什么？

戴瑾：我认为中国的芯片行业在“两头”都面临挑战。

一头是在最底层的基础技术上。我们的设备国产化还没有完全实现，目前主要差距在光刻机，其他设备领域正在快速追赶。至于光刻机，现在外界的传言越来越多，但具体做到什么程度，研发者自己也不能透露。不过客观来说，我们的基础技术还是落后的。一旦其他设备也被禁运，我们的制造能力——目前大概在7纳米工艺——就难以继续向下突破了。这是第一个根本性挑战。

另一头是在芯片设计领域。国内设计公司“内卷”比较厉害，但还没有“卷”出像硅谷那样的行业巨头——那种实力特别强大、能够主导产业、影响整个生态的巨头。在贸易战之前，华为的海思曾进入全球芯片设计公司前十。贸易战后，华为受到打压，现在榜上已经没有它了。当然，即使它做得很大也可能不再公开数据。截至目前，全球前十的芯片设计公司里还没有一家中国大陆的企业。我们在设计环节很活跃，竞争激烈，但还没有诞生真正具有全球影响力的巨头，这是我们的另一个挑战。

观察者网：那在资本投入和人才储备这两个方面，您觉得它们目前是很大的挑战吗？

戴瑾：这方面改善得其实很快，挑战在快速缓解。

人才方面，倒退回二三十年前，确实非常短缺。比如90年代中国政府曾想投资芯片产线，那时的人才得到国外去请，工资比国内高上百倍，国内几乎没有相关人才。所以你看中国芯片这些年的发展，从企业角度看，早期很多投入者成了“先烈”，亏了钱；但从人的角度看，正是那批人一点点死磕，才慢慢把技术和经验积累起来。现在我们很多晶圆代工厂里的资深工程师，都是从那个年代、从很落后的工艺开始，一步步摸爬滚打培养出来的。

这些年国家一重视，我们中国的优势就显现出来了——人多，工程师基数大，人才队伍很快就能壮大起来。比如看我自己的研究小组里新来的应届毕业生，很多是985大学的硕士，他们进步非常快，一两年下来就能独当一面了。所以我对人才状况是比较乐观的。

更何况，还有很多海归人才回来，数量不少，而且还包括来自中国台湾、日韩等地的人才也来到这边。关键是我们现在有资金实力，国家也高度重视，带动了整个资本圈对这个行业的看好。

至于资本投入，当然目前还没有美国多，不像美国AI公司动辄获得天价投资。但除了美国以外，全世界可能没有其他地方像中国这样，有如此大量的资金投入到这个领域了。所以，钱已经相当充裕了。

观察者网：前面我们谈到中美经济战、科技战之后出现了西方对中国“卡脖子”的情况。回顾这五六年，您认为中国在应对“卡脖子”过程中取得了哪些实质进展？目前还面临哪些主要挑战？

戴瑾：实质进展还是不少的。比如芯片行业中存储芯片非常重要，因为到处都要用到。倒退十年，中国在存储领域——比如DRAM和Flash（闪存）——完全是空白。手机里常说的16GB、256GB，前面的16GB是DRAM，后面的256GB是闪存。这两样过去中国都没有国产化，现在则都有了，甚至在闪存的某些方面已经做到国际领先水平。

长江存储、长鑫存储这两家公司，如今在世界上已经能排进前几名。这是很重要的成就。如果没有这些，一旦遭到禁运，可能很多电子设备——手机、电脑、手表等等——都造不出来，因为存储芯片应用太广泛了。所以这是非常重大的突破。

在代工工艺方面，我们突破了7纳米，而且产能还在扩大。前些年产能不足，现在技术在国内逐渐扩散——这还是在受到制裁、设备被卡的情况下实现的突破，很不容易。

设备方面的国产化进展也比较快。当然，上游设备和材料——包括光刻胶等等——种类非常多。如果每年3月去SEMICon展览看，会展中心十几个展厅，每个厅都有几百家企业，整个产业链非常庞大。目前除了光刻机，主要设备基本都有国产替代；材料方面也越来越丰富，虽不能说全部国产，但大部分已能覆盖。

光刻机方面，各种消息很多，有些并不准确。但可以确定的是，在低端光刻机上，我们已经有了突破。比如有一家叫“芯东来”的民营企业，首先做出了光刻机——虽然不是最先进的，是微米级、三百多纳米水平的光刻机，但这实现了从零到一的突破。以前中国从最高端到最低端的光刻机一台都不能制造，现在至少有了起步。我认为到2030年，中国应该能解决光刻机问题。所以整体来看，成就还是挺大的。

此外，在工艺被限制的情况下，设计领域也在发生转变。过去我们往往跟随美国的发展节奏，他们做第一代，我们做三年前的版本，主要卷低端市场。现在那条路被堵死了，于是大家开始走自己的路，出现越来越多原创性的设计。这种趋势从五六年前开始，现在已逐步看到一些成果。

比如我们的加工工艺相对落后，但在封装工艺上做得不错，通过立体封装等技术，也能实现省电和效率提升。我看到有公司采用国产12纳米工艺做出芯片，很多指标却超过了英伟达采用5纳米工艺的H200——工艺差了两代，但通过不同的架构设计弥补了差距。这方面进步也很大。

总之，从存储芯片自产、逻辑工艺突破、设备国产化，到设计走上自主创新之路，进展是明显的，也是实实在在的。

观察者网：从2023年ChatGPT刚刚问世，到2025年中国迎来“DeepSeek时刻”——过去这两三年，AI的发展非常迅速，甚至具有历史意义。从芯片行业的角度出发，您对于这几年的AI发展有何感受？

戴瑾：如果从我们芯片行业的角度看，AI的影响是非常大的。ChatGPT带来的核心是“大模型”，它之所以“大”，是因为参数非常多，需要极大的内存才能存下。发展到今天，甚至听说全球内存都不够用了，在缺货。幸好中国现在有了国产化产能，听说相关企业生意相当好，马上要涨价——甚至有工程师开玩笑说，连前道实验室里的实验片都被销售切去卖掉了。

整个芯片行业，包括代工厂，生意也特别火。因为模型大，训练和推理都要靠算力去堆，不光美国，中国也在大力建设数据中心，需要海量芯片来提升算力。

当然，我们对美国在这方面的引领也要保持清醒。他们依靠华尔街吹泡沫，把大家的预期拉得很高，比如甚至有人说将来全世界一半的电力都要用来训练AI——这话鬼才信，但总有人愿意相信。不过，当算力需求不断膨胀，大家终究会开始寻找别的解决办法。

这时中国的DeepSeek出现了，它展示了一条用更低成本实现目标的路径。我发现，自DeepSeek推出后，中美模型的发展路径开始分化：美国的模型还在变得越来越大，而中国的模型虽然也在一代代推进，但规模并没有同比例快速膨胀。这背后是因为中国被“卡脖子”——高端GPU做不出来，代工工艺上我们的7纳米比别人4纳米、3纳米落后，产能至今也仍然不足。

既然算力上不去，我们就在模型本身上想办法，让它在有限算力下变得更好。大家也逐渐意识到，用GPU架构做大模型推理未必是效率最高的方式。现在国内已有很多公司开始探索新的计算架构，包括我们自己也在关注。目标就是能够用不那么顶尖的芯片，依然把大模型推理做好，至少做到可用、好用。

总结一下，大模型的出现带来两方面影响：一方面极大促进了芯片行业，导致产能全面紧张——内存不够、高端工艺产能不够，美国甚至连电力都紧张，我们这方面问题倒不大；另一方面，美国把国运押注在AI上并以此卡中国脖子，中国则被迫寻找对策——从模型优化到计算架构，我们都在想办法、做改进。这个过程挑战很大，但也非常有意思。

观察者网：美国对AI的投入，没有其他国家能比。所以有一种观点认为，中国AI发展应该走自己的路，而不是陷入与美国“决战”的竞争心态。

戴瑾：我认为竞争还是要竞争的，但不是跟着美国的路去竞争。

我们有我们的条件：劣势在于半导体工艺还比较落后，但优势是我们制造业强，新东西落地比美国快。美国现在搞软件依然厉害，但一做硬件就“歇菜”。凡是需要硬件的，他们都不太行，因为制造业已经衰退了。就连芯片制造业，要不是美国政府这些年拼命保护，可能都快不行了。