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【原創報告】半導體產業破與立——戰略選擇與能力建構
導讀
近日，華中科技大學管理學院與光電學院雙聘教授、湖北光谷實驗室首席戰略科學家房超教授，受邀出席九峰山論壇同期會暨華中科技大學EMBA思享會。本次盛會以“破與立·半導體產業展望”為主題，聚焦半導體產業的前沿動態與發展前景，吸引了眾多行業專家、學者及企業精英的積極參與。
在活動現場，房超教授以《半導體產業破與立——戰略選擇與能力建構》為題，深入剖析了半導體產業的發展規律、發達國家及地區的相關經驗以及中國半導體產業的破局路徑。房教授的分享內容豐富、見解獨到，不僅為與會者提供了對半導體產業全貌的深刻理解，更為中國半導體產業的未來發展指明了方向，對於中國在當前複雜國際形勢下突破技術瓶頸、實現產業升級具有重要的指導意義。現場氣氛熱烈，許多企業代表和學者在會後與房教授進行了深入交流，紛紛表示深受啟發。
現將報告的核心內容進行分享，以饗讀者：
一、半導體產業發展的一般特徵與規律
（一）技術密集型與學科綜合性的結合
（1）基礎學科的集大成者
半導體產業是基礎學科的集大成者，融合了物理學、化學、電子工程和數學等多個學科領域的前沿知識和技術。
（2）研發和生產過程高度複雜，且涉及全球生態供應鏈
- 研發過程的複雜性：高度整合化、技術迭代快
- 生產過程的複雜性：多步驟工藝、嚴格質量控制
- 生態系統的複雜性：供應鏈協同、技術與市場的動態平衡
（二）時-空域超長研發創新鏈
半導體產業的歷史可以追溯到20世紀中葉，至今已有超過70年的發展歷程。美國是半導體技術的故鄉，貝爾實驗室在1947年發明了第一塊電晶體。1959年，仙童公司的Robert Noyce發明了單片積體電路技術，以半導體矽基材料和積體電路技術為基礎的晶片就此誕生。
半導體產業鏈的全貌與複雜性。半導體產業鏈大致可以劃分為上游、中游和下游三個主要部分。上游是半導體的支撐環節，包括裝置與材料，中游是半導體產業鏈的核心製造環節，涵蓋IC設計、製造和封測，下游環節則直接面向各類應用市場，涵蓋了消費電子、移動通訊、新能源、人工智慧和航空航天等多個領域。
（三）半導體產業鏈技術經濟特徵明顯
（1）資本密集型與規模經濟效應
半導體製造業屬於典型的資本密集型行業，建設一座現代化的晶圓廠往往需要數十億美元的投資。此外，裝置採購、研發投入等方面的開支也非常龐大。面對如此高的門檻，只有少數幾家國際巨頭能夠維持大規模生產能力，這使得行業集中度較高，形成了寡頭壟斷的競爭格局。
由於固定成本佔比大，半導體企業的平均單位成本會隨著產量增加而逐漸下降，體現出明顯的規模經濟效應。這意味著在一定範圍內，擴大生產規模可以有效攤薄各項費用，進而獲得更高的利潤率。因此，追求更大市場份額成為了眾多企業的重要戰略目標之一。
（2）周期特徵明顯，受新興技術影響明顯
半導體產業發展一直呈上升趨勢，但其生產和需求並不平穩。從半導體銷售額同比增速上看，全球半導體行業大致以 4-6 年為一個“矽周期”，景氣周期與宏觀經濟、下游應用需求以及自身產能庫存等因素密切相關。
當前，人工智慧（AI）技術的快速發展正推動半導體行業進入一個新的增長周期，這不僅因為AI系統規模的不斷擴大需要更多的高性能算力晶片，而且由於AI在資料中心和邊緣裝置中的應用，如自動駕駛汽車等，進一步增加了對半導體的需求，凸顯了半導體在日常生活中和國際經濟大變革中的絕對核心地位。
（四）全球化、多樣化特徵明顯
半導體價值鏈上的每個環節，平均有25個國家直接參與其供應鏈的運作，以及23個國家為其提供市場支援。
半導體產業鏈的發展呈現出區域分佈的特點： 歐美在設計、裝置領域佔據主導地位，美國在EDA&IP核方面一家獨大；韓國在儲存IC設計方面具有優勢；日本則在半導體材料和特定產品方面表現突出；台灣在晶圓材料和代工廠方面有顯著份額；而中國則在封測代工環節佔比最高。
（五）政府關注與干預性
半導體是當前中美科技戰的“主戰場”，也是政府調控干預的重點領域。
全球半導體行業的主要產業政策
二、發達國家及地區半導體產業變革的經驗與啟示
（一）美國半導體產業
美國半導體產業的發展歷程是全球半導體產業發展的核心脈絡，不僅推動了美國的科技進步和經濟發展，也在很大程度上塑造了全球半導體產業的格局。
美國半導體產業代表性研發機構-美國整合光子學製造業創新中心（AIM Photonics），建構了集設計、製造和封裝為一體的公共服務平台，旨在將領域內技術產品的技術成熟度由4-7推進到8-9。
美國半導體產業代表性科研項目-NSF 半導體未來項目(FuSe)
（二） 日本半導體產業
日本半導體產業經歷了從早期的輝煌到衰退，再到嘗試復興的複雜歷程。在政府產業政策支援下，日本半導體產業在20世紀80年代達到鼎盛，但在美國的打壓和韓國等國的競爭下逐漸衰退。近年來，日企逐步推出DRAM等競爭激烈的領域並在政府投資推動下轉向高附加值領域。
近年來，日本政府通過日本超大規模積體電路計畫(VLSI) 和Rapidus計畫等措施，試圖推動半導體產業的復興。
（三）韓國半導體產業
韓國半導體產業是一部典型的“逆襲史”，在政府的全方位支援下實現了從早期的跟隨到如今世界領先的跨越。
近年來韓國政府陸續發佈《半導體未來技術分階段執行方案（路線圖）升級計畫》《K-半導體戰略（2021年5月）》等檔案，建設綜合半導體強國。韓國計畫以三星電子、SK海力士為中心建成世界最大 規模的半導體供應鏈——“K半導體帶”。
（四）歐洲半導體產業
歐洲的半導體產業在經歷上世紀60-90年代的輝煌後於本世紀初因東亞競爭和製造能力短板等原因呈衰退之勢，而荷蘭ASML卻能持續壟斷全球光刻機市場，成為歐洲技術突圍的核心引擎，其經驗具全球參考價值。
ASML通過技術聯盟共建與研發資源協同、全球化供應鏈整合與高度專業化分工、持續技術迭代與研發壓強投入等措施，保持了其在全球光刻機市場的領先地位。
（五）台灣半導體產業
台灣的半導體產業以台灣工研院為發端和基礎，台積電和台聯電為核心，造就了產業升級與創新的傳奇。
三、中國半導體產業破局路徑
（一）頂層規劃體系
（1）建立系統化的技術與國家安全戰略框架
中國需要明確三個核心的戰略目標：推動技術創新、阻礙對手的進展（美）/防範或反制對手的干擾（中）、以及促進安全和價值觀驅動的技術部署。在政策工具方面，可以通過競爭政策、出口管制等多種政策工具，推動半導體產業的發展。
（2）探索新型舉國體制，加快重點領域攻關
國內外都經歷了本國政府集中主導--引入市場調節和社會參與--跨國合作等形式。中國目前正處於由2.0向3.0階段邁進的狀態，更加市場化、多元化、國際化、治理現代化。
（二）突破技術瓶頸
中國半導體基礎研究能力建設所面臨的困境包括半導體物理人才嚴重短缺、半導體基礎研究投入嚴重不足、評價機制不利於半導體基礎研究。因此，需要在理論源頭提出解決方案，率先突破瓶頸形成反制手段。
新的挑戰與新的機遇並存
——超越摩爾定律（Moore's Law）：在電晶體縮放達到物理極限的情況下，如何繼續推動技術進步？
——在地緣政治的壓力下尋求博弈共生的機遇，在特定技術領域形成技術壁壘從而換取緩衝空間。
新戰場的半導體關鍵技術
（三）創新生態重塑
中國半導體產業需要建立“有中心”的技術產業聯盟。參考日美經驗，綜合各方意見科學確定目標和技術路線，力爭找到EUV光刻機這樣的跨越式“集火攻關點”。選定/成立統籌協調機構，引導科技領軍企業牽頭打造技術場景雙驅動的高能級創新聯合體，由各參與方分擔成本、共享研發成果。
同時，需要促進戰略科技力量系統性創新，實現系統性突破。中國半導體產業需加速自主創新與本地生態系統重構，引導本土企業加強合作，形成產業叢集，實現資源共享、協同發展，提升產業整體實力。 (稻香湖下午茶)