編者按：半導體芯片產業是對信息安全、國民經濟極其重要的戰略性產業。記者近日調研發現，與國內市場的龐大需求相比，國產半導體芯片體量仍然較小，我國大部分芯片需要從歐美國家進口，每年進口消耗2000多億美元超石油，信息安全存巨大隱患。而且半導體產業面臨核心技術缺失、自主創新無力、人才匱乏、融資瓶頸等問題。《經濟參考報》今日推出關注信息安全上、下篇，以紓解國產信息產業發展之困，探究保衛國家信息安全之策。
俗稱“芯片”的集成電路目前廣泛應用于電腦、手機以及水利、電力等公共設施和軍事設備上，已經成為經濟發展和國家安全的命脈。然而，我國大部分芯片需要從歐美國家進口。業內人士擔心，外國壟斷芯片不僅直接阻礙我國工業發展，而且芯片制造廠商有可能通過在芯片面板程序植入木馬來竊取機密數據以及公共信息，威脅國家安全，應該引起足夠重視。
芯片成第一大進口商品 信息產業發展緩慢
全球半導體市場規模達3200億美元，全球54%的芯片都出口到中國，但國產芯片的市場份額只占10%。全球77%的手機是中國制造，但其中不到3%的手機芯片是國產的。我國芯片產業長期被國外廠商控制，不僅每年進口需要消耗2000多億美元外匯，超過了石油和大宗商品，是第一大進口商品。而且，受制于人的技術設備直接制約了我國信息產業的發展。
芯片被喻為國家的“工業糧食”，是所有整機設備的“心臟”，普遍應用于計算機、消費類電子、網絡通信、汽車電子等幾大領域，幾乎起著“生死攸關”的作用。但我國芯片產業長期被國外廠商控制，不僅每年進口需要消耗2000多億美元外匯，超過了石油和大宗商品，是第一大進口商品。而且，受制于人的技術設備直接制約了我國信息產業的發展。
研究數據表明，芯片產業一美元的產值，可以帶動信息產業10美元的產值和100美元國內生產總值(GDP)。世界各國紛紛將芯片作為國家重點戰略產業來抓，美國、歐洲、日本等發達國家通過大量的研發投入確保技術領先，韓國、新加坡和我國臺灣地區通過積極的產業政策推動集成電路產業取得飛速發展。
目前，世界許多國家都在爭奪中國芯片市場，或將使中國芯片面臨“滅頂之災”。武漢新芯集成電路制造有限公司副總經理李平說，全球半導體市場規模達3200億美元，全球54%的芯片都出口到中國，但國產芯片的市場份額只占10%。全球77%的手機是中國制造，但其中不到3%的手機芯片是國產的。
“一個長期無‘芯’的國家，只能被動地選擇全球產業鏈的下層位置。”李平說，國內企業制造的芯片普遍是“傻大黑粗”，而且成本也無法降下來。正是由于芯片生產、設計能力的缺失，導致遍布國內的芯片設備普遍長著一顆“外國芯”。未來中國公司如果不建立自己的產業核心技術體系，失去的不僅僅是經濟利益，產業安全也將沒有保障。
我國芯片產業一直發展緩慢，尤其在CPU方面幾乎一片空白，這意味著我國電子產品，包括計算機、家電、手機等在內的制造處于國外的控制之下，很難再打破業已形成的壟斷，國內工業一旦用上“外國芯”將會形成長期依賴，在計算機、互聯網以及物聯網等方面繼續落后。
基礎設施可被植入病毒 公眾信息安全備受威脅
在關系國計民生的公共基礎設施領域，我國廣泛使用外國芯片。專家指出，國外芯片制造廠商有可能通過在芯片面板某一程序上植入木馬來竊取商業數據或機密，也可以通過病毒、惡意軟件來操控控制系統，引發安全事故。
在石油天然氣、交通運輸、電力、污水處理、制藥、化工、礦業等關系國計民生的公共基礎設施領域，芯片也無處不在。但在這方面，我國使用的芯片也大多被國外芯片壟斷，再加上國內缺少相關技術對設備進行監控、管理，容易引發諸多安全隱患。
“關鍵控制數據有可能被篡改或喪失，造成環境災難，人員傷亡，甚至危及公眾生活及國家安全。”武漢光電國家實驗室教授繆向水說，國外芯片制造廠商有可能通過在芯片面板某一程序上植入木馬來竊取商業數據或機密，也可以通過病毒、惡意軟件來操控工廠控制系統，導致工廠停工，發生安全事故等。
最讓公眾印象深刻的是，全國大部分軟件使用微軟系統，隨時可能遭受微軟的系統漏洞危害或控制。半導體教父倪光南院士表示，無論是硬件還是軟件，我們用國外的核心技術架構起來的信息化平臺，相當于沙漠上建房子，人家一撤走，我們一點辦法也沒有，中國的很多系統都要垮掉，都要重來。“在整個互聯網的虛擬世界上，看起來大家都是平等的，但掌握核心系統的公司，能夠掌握用戶所有數據；當他需要的時候，隨時可以調用你的數據。”
今年1月21日，我國通用頂級根域名服務器解析出現異常，影響到國內三分之二網站運行。針對近年來出現的一系列網絡和信息安全事件，國防科技大學原政委徐一天指出，目前我國信息網絡系統中使用的大部分是國外產品。“在核心器件、高端芯片、基礎軟件上受制于人，是嚴重的安全隱患。”
另一方面，政務、金融等金融以及民政、公安等領域也都廣泛使用芯片，也留下巨大安全隱患。IC卡目前已經在國民經濟的各個方面有廣泛的應用，如社保卡、居民健康卡、公交一卡通等。李平指出，國家信息安全基礎設施的建設不能建立在進口芯片產品上，自主研發安全芯片才能給我國信息安全提供可靠保障。
進口芯片或留有“后門” 國防安全不容忽視
我國的芯片進口往往“不設防”，不設置任何門檻，甚至允許國外公司直銷，給國防安全留下重大隱患。外國可以對銷往全球的信息產品進行監控，甚至在大規模芯片等關鍵部件內安裝“插件”留“后門”，通過特殊手段啟動，發回芯片所處理的各種數據，以控制芯片執行特定任務。
由于芯片與國家利益聯系緊密，許多國家很早就有意識地采取措施來壟斷芯片產業，對出口進行嚴格控制，阻止外國國防事業發展。武漢高德紅外股份有限公司董事長黃立告訴記者，對于中國從外國進口芯片，需要層層審批，有數額限制和附加額外條款，比如不準芯片用于制造軍品，只能制造民品等。一些國家甚至更苛刻，只賣設備整機，不賣芯片。
相比之下，我國的芯片進口則是“不設防”，不設置任何門檻，甚至允許國外公司直銷，直接掌握每臺機器的信息，給國防安全留下重大隱患。國家集成電路人才培養基地(武漢)主任鄒雪城介紹說，美國主要通過NSA(國家安全局)對信息產業實行嚴格的控制，其任務就是對銷往全球的信息產品進行監控，甚至在大規模芯片等關鍵部件內安裝“插件”，通過特殊手段啟動，發回芯片所處理的各種數據，以控制芯片執行特定任務。
2003年，美國俄亥俄州核電廠控制網絡的一臺計算機芯片被“SQL Server蠕蟲”感染，其安全監控系統停機近5個小時；2008年，在美國國家安全局一臺發電機控制系統芯片受到攻擊后被物理損壞。2010年7月，德國專家發現世界上首個專門針對工業控制系統芯片的破壞性病毒，伊朗、印度尼西亞、印度和美國等國均遭到攻擊。
類似的國防安全威脅在我國也同樣存在。中科院“百人計劃”、中科院半導體研究所研究員吳南健說，從軍用角度來說，最擔心的就是國防安全問題。如果芯片被植入“后門”，任何國家一旦與供貨商美國打起來，美國可以通過芯片系統破壞該國國防安全。
“這絕不是危言聳聽。”鄒雪城說，隨著云計算、物聯網等新技術的出現，國家信息安全問題也越來越突出。特別是主流智能手機的解決方案是高通、博通等芯片廠商提供，留下很大的安全隱患。“最讓人擔心的是，在今天的技術條件下，將一塊芯片中可能安放的所有‘后門’都排除掉幾乎是不可能的。”
“我國信息網絡產品，尤其是桌面操作系統，與國外產品相比市場競爭力不足。國家應從政策層面加大國產操作系統的開發、推廣力度。”徐一天建議，對要害部門、關鍵性行業，應明確立法要求全系統使用國產軟硬件。同時，抓住智能終端和移動通信發展帶來的機遇，掌握移動互聯網時代領先的操作系統和芯片核心技術，實現從追隨到領先的整體突破。
記者日前調研了解到，近年來全球半導體芯片產業格局正經歷深刻變化，呈現出分工合作、資金密集、結盟研發等新的趨勢，且國際巨頭壟斷格局明顯加劇并有“固化”態勢。
半導體芯片產業呈現三大趨勢
記者調研了解到，從全球來看，半導體芯片及相關領域持續的技術進步推動了現代信息通信產業的持續高速發展，其本身也發展成為一個包含了設計、加工制造、封裝檢測等各主要環節、年銷售額3000億美元的龐大產業群，當前呈現出分工合作、資金密集、結盟研發等三大發展趨勢。
首先，集成電路產業專業化分工趨勢十分明顯。專家指出，目前集成電路產業最重要的模式變化，就是從一體化發展的主導模式演變為目前的專業化分工協作的模式。推動此模式形成的，是技術進步與競爭格局的變化。
與以往Intel、三星等企業集設計、制造、封裝等上下游于一身的發展模式不同，如今集成電路產業專業化分工越來越細，也出現了許多分別專門從事集成電路設計、封裝、測試的企業。
其次，資金密集、投資經費高成為代工制造環節的重要條件。受摩爾定律支配，芯片復雜程度和工藝水平不斷提高。當前全球芯片制造量產工藝技術已達到20納米，隨著技術水平和加工工藝復雜程度的提高，芯片加工企業的投資成本迅速增加。
中國半導體行業協會副理事長魏少軍說，如今投資建設一座能為維持盈虧平衡的先進芯片制造廠，至少需要120億美元。在這種情況下，以往由一家企業從設計到制造的集成模式，漸漸轉為剝離芯片加工制造資產，轉型為設計企業，將集成電路生產制造的工作委托給專門的集成電路代工企業。
這也對全球集成電路代工產能的需求急劇提升，給臺積電、Globalfoundries、中芯國際(SMIC)等專門從事集成電路代工業務的企業提供了發展機遇，而三星公司、英特爾等擁有自己的芯片設計能力和芯片制造能力的企業也計劃承接代工任務。
第三，由于研發費用高企，一些西方國家的研究機構之間組成了小型聯盟。中科院半導體研究所研究員吳南健指出，國際上最先進的技術肯定不會讓給我國，比如國際上形成了比利時研究機構IMEC和IBM為陣營代表的研發團體，為開發新設備抱團取暖，并對我國形成狙擊。
國際巨頭壟斷進一步集中
半導體芯片產業是現代高科技重要的基礎性產業，全球幾大主導國家和地區近年來不斷在這一領域斥巨資、花血本，國際巨頭對行業的壟斷有加劇之勢。記者調研了解到，我國作為“追趕者”，目前在這一產業領域面臨的挑戰日趨嚴峻。
行業統計數據顯示，1995年，全球25家較大的半導體芯片企業當年投資額占全球半導體芯片生產總投資的64%；到2011年，已提升至89%。韓國三星、美國英特爾和臺灣臺積電等前7家最大的半導體芯片企業投資額在每年全球總投資的占比，從1995年的24%快速上升到2012年的84%。
一些領域的集中度還進一步向前三強甚至前二強“固化”。比如，經過30多年競爭，半導體芯片設備公司已從原先的30多家集中到目前的三家：美國應用材料、美國泛林和日本東京電子，三家企業年銷售額均在50億美元以上。
Isuppli半導體首席分析師顧文軍還指出，比壟斷趨勢更值得警惕的是結盟，比如設備企業和制造企業相互投資，實現專利共享、技術共性，例如臺積電、三星都投資了荷蘭的設備企業ASML，設計企業高通也投資一家芯片代工廠，這種“寡頭結盟”一旦形成，聯盟外的后來者進入就會更難。
中微半導體設備有限公司CEO尹志堯等業內人士分析，少數企業對半導體設備領域的“壟斷固化”趨勢，極大地提高了行業的進入門檻。比如，目前其他公司的設備產品要有30%以上的低價，才能被客戶接受；設備涉及成千上萬的專利，壟斷公司善用知識產權作武器，阻止新公司進入市場等。
