中国芯片的跨越：从追赶者到破局者的七十年征程

文章首发：微信公众号‘环宇发展记录’

引言

1971年，英特尔推出第一颗微处理器4004，集成了2300个晶体管。此时的中国，刚刚研制出第一台集成电路计算机，芯片只有7个晶体管。

2020年，华为海思设计出麒麟9000芯片——集成153亿晶体管，采用全球最先进的5nm工艺。从7个到153亿，这是中国芯片设计能力的飞跃。

但一个现实浮出水面：中国能设计顶尖芯片，却暂时无法完全自主制造。2020年5月，台积电停止为华为代工，海思的设计找不到能制造它的工厂。

这不仅是技术问题，更是中国芯片产业在全球化浪潮中必须面对的历史课题。

第一章：七十年风雨路

1.1 萌芽期（1950s-1970s）：被孤立的起点

1956年，国家将半导体列为重点发展领域。王守武、林兰英等海外科学家回国，在中科院开始了艰难起步。

1950年成立的巴黎统筹委员会，对社会主义国家实施技术出口限制。半导体被列为最严管制类别。中国科学家只能通过苏联获得落后设备，1958年后连这条通道也被切断。

就在这样的环境中，中国第一代半导体科学家开始自主探索：

1957年，北京电子管厂投产，成为半导体人才摇篮

1965年，上海冶金所研制出中国第一块集成电路

1972年，尼克松访华带来一台IBM计算机，科学家们第一次见到大规模集成电路——差距比想象中大

1.2 开放追赶期（1980s-2000s）：市场换技术的探索

1980年代，中国科学家走出国门，看到巨大差距：日本NEC已量产6英寸晶圆，美国英特尔推出80386处理器，而中国主流还是3英寸晶圆，良率仅30%-40%。

“造不如买”的思路占据主流。2001年中国加入WTO时，芯片进口额约180亿美元；2021年升至4400亿美元，20年增长24倍。中国成为全球最大芯片消费市场，但本土供应链培育滞后。

“908工程”的教训：1990年投资20亿元建设华晶电子，审批流程走了6年，1996年投产时已落后国际两代。

“909工程”的得与失：1995年投资100亿元成立华虹NEC，18个月建成创造纪录，但外方转让的总是落后一代技术。

意外收获：华虹NEC催生了一批本土设计公司。华为1991年成立集成电路设计中心，2004年海思正式成立。

1.3 全面竞争期（2010s-至今）：从合作到博弈

中兴事件（2018）：一纸禁令让中国第四大通信设备商停摆，罚款13亿美元，管理层换血。警钟敲响。

华为挑战三部曲：

2019年：列入“实体清单”，美国供应链切断

2020年5月：规则升级，含美国技术的设备不得为华为代工

2020年8月：全面限制外购芯片

结果：华为手机全球份额从20%跌至3%，海思收入从100亿美元降至20亿美元。

第二章：多维挑战2.1 技术限制

设备出口管制：

光刻机：荷兰ASML EUV光刻机对华出口未获批准

刻蚀机、沉积设备：14nm及以下对华出口需申请许可

日本2023年扩大管制，23种设备受限

材料供应格局：

氟化氢：日本占全球70%以上

硅片：前五大供应商占90%份额，中国自给率不足20%

光刻胶：日本三家占80%市场

2.2 人才竞争

人才流动壁垒：

美国收紧STEM专业签证，2022年中国赴美理工科留学生下降40%

台湾地区通过法案，芯片人才赴大陆需审批

IEEE曾调整华为员工审稿资格

人才现状：

微电子毕业生每年约2万人，仅10%-20%能胜任高端研发

核心人才缺口约25万人

教材更新滞后，实验室设备与产业前沿有差距

2.3 全球供应链重组

美国芯片法案（2022）：527亿美元补贴本土制造，接受补贴的企业10年内不得在中国扩建先进产能。

Chip 4联盟：美、日、中国台湾、韩国，占据全球半导体产业链关键环节。

2.4 资本波动

2022年起，美国对华科技投资设限。叠加美联储加息、国内IPO政策调整，美元基金投资活跃度下降，人民币基金和产业资本成为新主力。

第三章：持续突破3.1 国家战略

大基金三期：2014年一期1387亿，2019年二期2000亿，2023年三期3000亿，重点投向成熟制程、先进封装、第三代半导体、车规级芯片。

政策支持：税收优惠、研发费用加计扣除、科创板优先上市、政府采购倾斜。

反思：2022-2025年超100个项目调整，暴露重复建设、低水平竞争问题。政府与市场的平衡仍需探索。

3.2 技术突破

成熟制程国产化：2025年设备自给率35%，超30%目标。

环节                       代表企业                       2025年进展

设计                       华为海思                       销售额1180亿美元，首破千亿

制造                       中芯国际                       产量4843亿块，增长10.9%

封测                       电科技                          全球前三

设备                       北方华创                       刻蚀/薄膜沉积国产化率超40%

成熟制程覆盖：汽车芯片90%、工业控制95%、物联网家电几乎全部使用28nm及以上，守住“底盘”。

先进封装：Chiplet技术良率>95%，成本降低30%。海光信息等密集申请封装专利。

第三代半导体：碳化硅、氮化镓加速布局，比亚迪自研碳化硅模块已用于高端车型。

模拟计算芯片：2025年北大团队突破，28nm成熟工艺量产，绕开光刻机限制。

3.3 华为的突破

2023年8月，Mate 60 Pro搭载麒麟9000S突然发售，采用中芯国际N+2工艺，接近7nm水平，支持5G。

突破路径：

用时间换空间：DUV多重曝光

用堆叠换性能：Chiplet设计

用算法换功耗：软硬件协同优化

2025年9月，麒麟9020发布，性能提升36%，功耗降低20%。

3.4 RISC-V生态

ARM/x86受限制，RISC-V提供新选择：开源、可定制、中国深度参与。阿里玄铁出货超30亿颗，中科院香山处理器开源，华为用于物联网芯片。

第四章：现状与挑战

4.1 突破

存储芯片：

长江存储：Xtacking架构，128层3D NAND进入苹果供应链验证

长鑫存储：19nm DDR4量产

数据（2025年）：

芯片自给率27%（2020年16%）

集成电路产量4843亿块（增长85%）

设备国产化率35%（提升20个百分点）

设计销售额1180亿美元（增长81%）

设计过亿企业831家（增加542家）

4.2 挑战

设备差距：

光刻机：28nm仍在研发

刻蚀机：部分领域差距缩小

薄膜沉积：28nm份额超60%，先进制程有差距

关键问题：近70%晶圆厂未使用国产设备，高端依赖进口；光刻机维护面临风险。

产能缺口：约300万张GPU卡产能缺口。

人才困境：教材更新慢，实验室设备落后，毕业生需“回炉重造”。

第五章：未来之路

5.1 三条路径

路径           近期（2024-2027）      中期（2028-2031）     远期（2032-2035）

自主创新    28nm全链条                 14-7nm突破                 5nm探索

国际合作    联合欧日研发                 深化亚洲供应链            参与全球标准

生态构建   人才培养                         本土EDA                      产业集群

2030年预测：

全球制造份额25%（2025年18%）

全球设计份额25%（15%）

全球设备份额15%（5%）

AI芯片国产份额90%

5.3 发展目标

时间表：

2027年：28nm全链条自主可控

2030年：14nm关键环节自主可控

2035年：具有全球竞争力的中国芯片技术体系

目标不是“去美国化”，而是形成多元共存的全球芯片产业格局。

第六章：战略意义

6.1 芯片：数字时代的基础设施

军事、工业、能源、金融、民生——芯片无处不在。这是为什么芯片产业关乎长远发展。

6.2 四个维度

教育攻坚：培养顶尖人才，更新教材，改善设备。

工业攻坚：十万个精密零件，一个都不能少。

体系攻坚：从标准到生态，构建自我循环的体系。

意志攻坚：在最艰难的时刻，选择坚持。

结语

回望70年：

1950年代：从零起步，在限制中造出第一块集成电路

1980年代：打开国门，发现差距

2010年代：设计能力达到世界一流

2020年代：在挑战中持续突破

数据（2025年）：

芯片设计销售额1180亿美元

集成电路产量4843亿块

设备国产化率35%

831家企业销售额过亿

当华为Mate 60 Pro归来，当长江存储进入苹果供应链，当比亚迪IGBT让电动车成本下降——我们看到的不仅是技术突破，更是一个产业在压力下的韧性。

芯片产业的突破，关乎数字时代的发展根基，关乎产业升级的核心动能。这条路，我们必须走通，也正在走通。

差距是客观存在的。但差距缩小的速度，才是真正的胜负手。

70年前，我们在一穷二白中起步。40年前，我们在巨大差距中追赶。今天，我们在挑战中持续突破。

芯火不灭，未来可期。