韓 震,趙宇恒,趙 莉,閆嵐清

(1.大連海事大學(xué) 航運(yùn)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,遼寧 大連 116026;2.中國礦業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,江蘇 徐州 221116)

0 引言

近年來,隨著逆全球化的日益加劇,以美國為代表的發(fā)達(dá)國家在集成電路、操作系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)、精密儀器等多個(gè)領(lǐng)域不斷對我國實(shí)施技術(shù)封鎖和政治打壓[1],2023年開始更是試圖通過《芯片科學(xué)法案》削弱中國半導(dǎo)體在全球產(chǎn)業(yè)鏈中的價(jià)值,我國關(guān)鍵核心技術(shù)發(fā)展受制于人的“卡脖子”問題日益凸顯[2]。2019年,《科技日報(bào)》公布了35項(xiàng)“卡脖子”技術(shù),其特征主要表現(xiàn)為:①企業(yè)自主創(chuàng)新能力薄弱,產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展滯后;②部分生產(chǎn)設(shè)備和關(guān)鍵部件高度依賴進(jìn)口,并面臨發(fā)達(dá)國家技術(shù)封鎖和打壓。堅(jiān)持科技創(chuàng)新,掌握自主知識產(chǎn)權(quán)關(guān)鍵核心技術(shù),是我國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和國防安全的重要保障。為此,“十四五”規(guī)劃提出要“堅(jiān)持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位,把科技自立自強(qiáng)作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐”[3]。在這一國家戰(zhàn)略引領(lǐng)下,如何有效提升我國關(guān)鍵核心技術(shù)國產(chǎn)替代水平,探尋自主創(chuàng)新路徑破解“卡脖子”難題,已成為社會各界高度關(guān)注和亟待解決的重要課題。

目前,已有研究圍繞“卡脖子”技術(shù)概念[4-6]、特征[4-8]、識別[4-9]、成因[10-11]和應(yīng)對策略[4-13]取得一定理論成果,但存在以下不足:首先,雖然已有文獻(xiàn)多圍繞“卡脖子”技術(shù)產(chǎn)生的內(nèi)生矛盾和外部制約展開研究(俞榮建等,2023),但對“卡脖子”技術(shù)形成過程和機(jī)理聚焦不足,對問題形成路徑、前提條件、驅(qū)動因素、影響程度缺乏系統(tǒng)性分析,導(dǎo)致解釋問題成因的理論支撐不足,進(jìn)而影響解決方案的科學(xué)性和可行性。其次,現(xiàn)有文獻(xiàn)主要從技術(shù)要素視角進(jìn)行問題歸因,對市場和國家層面影響要素的考慮較少。由于“卡脖子”技術(shù)不僅存在屬性特征差異,更受到市場競爭態(tài)勢、行業(yè)戰(zhàn)略牽連和國際封鎖狀況等諸多外部因素的影響,因此“卡脖子”技術(shù)形成路徑存在較大差異,只有具體問題具體分析,才能提出更具針對性的破解策略[4]。在研究設(shè)計(jì)和研究方法方面,已有文獻(xiàn)多采用專家識別法[5]、德爾菲法[6]、問卷調(diào)查法[7],通過有限信息渠道進(jìn)行資料搜集和歸納,并根據(jù)靜態(tài)數(shù)據(jù)開展實(shí)證研究,對于尚未出現(xiàn)成熟理論支撐的“卡脖子”問題,缺乏從廣泛資料中提取概念、構(gòu)建理論和推導(dǎo)關(guān)聯(lián)的研究過程。

為此,本文聚焦“卡脖子”技術(shù)形成過程,從技術(shù)、市場和國家等多個(gè)層面提煉問題成因,從而清晰揭示問題產(chǎn)生的路徑差異,從而為后續(xù)路徑分析和相應(yīng)策略制定提供科學(xué)的理論依據(jù)。在研究設(shè)計(jì)方面,通過開展實(shí)地訪談和多渠道資料分析,歸納問題形成的核心范疇,提煉核心概念,分析內(nèi)在關(guān)聯(lián),從技術(shù)特征屬性、市場競爭態(tài)勢、國家外部封鎖和安全可控程度4個(gè)方面對典型技術(shù)形成路徑差異進(jìn)行綜合考量,進(jìn)而尋求針對性破解策略。在研究方法上,采用扎根理論與縱向案例分析相結(jié)合的方法,在核心概念關(guān)聯(lián)性分析中引入戰(zhàn)略管理框架(目標(biāo)設(shè)定—環(huán)境分析—戰(zhàn)略選擇)闡釋“卡脖子”問題形成過程,選取芯片產(chǎn)業(yè)作為縱向案例分析對象,借鑒事件系統(tǒng)理論評估不同要素間的互動效果及因果關(guān)系,拓展該類問題研究思路和方法。

1 文獻(xiàn)回顧

首先,已有文獻(xiàn)普遍認(rèn)為“卡脖子”技術(shù)除具備一般技術(shù)的市場屬性外,還涉及產(chǎn)業(yè)鏈安全穩(wěn)定和社會民生,更強(qiáng)調(diào)社會屬性和公共安全屬性[5]。從時(shí)間尺度看,“卡脖子”技術(shù)可劃分為短期亟待攻克和需要長期布局的關(guān)鍵核心技術(shù)。短期“卡脖子”技術(shù)是已被限制、亟待短期攻克的關(guān)鍵核心技術(shù),長期“卡脖子”技術(shù)很難通過技術(shù)模仿等方式縮小技術(shù)差距,需要進(jìn)行長遠(yuǎn)布局[6]。從研發(fā)投資價(jià)值視角看,“卡脖子”技術(shù)是保障經(jīng)濟(jì)安全、融入全球化的關(guān)鍵技術(shù),具有復(fù)雜性、壟斷性、戰(zhàn)略性等基礎(chǔ)性特征[7]。此外,需要從微觀、宏觀和外界供給3個(gè)層面界定“卡脖子”技術(shù),明確其核心范疇。

其次,部分學(xué)者對“卡脖子”技術(shù)展開深入研究。陳勁等[5]從技術(shù)差距、關(guān)鍵核心技術(shù)、安全性、價(jià)值鏈位置4個(gè)層面構(gòu)建“卡脖子”技術(shù)“金字塔”模型,在國家層面進(jìn)一步明確了解決“卡脖子”技術(shù)的戰(zhàn)略導(dǎo)向;張治河等[6]采用德爾菲法構(gòu)建“卡脖子”技術(shù)甄選機(jī)制,該甄別機(jī)制不僅涉及國家層面,還服務(wù)于企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新,從而滿足多主體需求;湯志偉等[7]從電子信息產(chǎn)業(yè)入手,提出關(guān)鍵核心技術(shù)、技術(shù)壟斷、攻克難度、價(jià)值鏈位置4個(gè)層面的識別方法,進(jìn)一步完善了“卡脖子”技術(shù)識別和預(yù)測方法。也有學(xué)者從專利視角開展“卡脖子”技術(shù)甄選研究,如趙雪峰等[8]對專利申請文件數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘,運(yùn)用深度學(xué)習(xí)方法構(gòu)建“卡脖子”專利識別模型;江瑤等[9]以區(qū)位熵為基礎(chǔ),從前沿技術(shù)性、戰(zhàn)略性、創(chuàng)新性3個(gè)方面構(gòu)建“卡脖子”技術(shù)兩階段漏斗式甄選模型,進(jìn)一步挖掘“卡脖子”技術(shù)短板領(lǐng)域。

此外,也有學(xué)者對“卡脖子”技術(shù)成因和破解策略進(jìn)行探討。宋立豐等(2022)以3種“卡脖子”技術(shù)為主體,通過分析造成“卡脖子”技術(shù)困境的成因,發(fā)現(xiàn)重大科技工程在解決“卡脖子”技術(shù)問題方面具有情境包容性,可通過資源配置和運(yùn)行機(jī)制解決“卡脖子”問題;李昱璇等[12]針對區(qū)域性“卡脖子”技術(shù)問題,從產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、技術(shù)清單、政策支持、研發(fā)基礎(chǔ)4個(gè)層面提出綜合性解決方案;俞榮建等[4]、高旭等[13]分別通過專利計(jì)量和自然語言處理方式區(qū)分不同“卡脖子”技術(shù)競爭態(tài)勢,為破解“卡脖子”技術(shù)提供了情境化路徑。

總體來看,已有文獻(xiàn)為解決“卡脖子”問題提出各種應(yīng)對策略,嘗試通過建立特征模型提供理論依據(jù),但忽視了對問題形成過程影響因素和作用機(jī)制的分析,未系統(tǒng)解決現(xiàn)狀問題并對未來行動作出科學(xué)評判。同時(shí),現(xiàn)有文獻(xiàn)多采用案例研究方法,主要針對集成電路、工業(yè)軟件[14]和半導(dǎo)體[15-16]領(lǐng)域“卡脖子”問題進(jìn)行分析,并分別從市場導(dǎo)向與政策激勵(lì)機(jī)制比較[14]、商業(yè)模式創(chuàng)新[15]等不同視角提出技術(shù)創(chuàng)新節(jié)點(diǎn)聚合、應(yīng)用等破解路徑。

扎根理論作為建構(gòu)和完善未成熟理論的主要質(zhì)性研究方法,擅長從廣泛、豐富的素材中為理論構(gòu)建提煉扎實(shí)構(gòu)念,能夠滿足“卡脖子”問題形成機(jī)理研究較少、理論基礎(chǔ)未完全建立的研究需求。然而,由于扎根理論編碼過程需要不斷進(jìn)行抽象化處理,可能會導(dǎo)致研究結(jié)果去情境化,忽視對“故事線索”階段性和關(guān)聯(lián)性的深入探討(王鳳彬,2022),從而無法勝任完整的理論過程構(gòu)建。而結(jié)合單個(gè)或少量案例,則能夠?qū)υ碚摻Y(jié)果進(jìn)行深入挖掘,進(jìn)而揭示一般性演進(jìn)機(jī)理[17]。為此,本文采取扎根理論與案例分析相結(jié)合的方法,構(gòu)建“卡脖子”問題研究框架,如圖1所示。首先,在文檔資料收集階段兼顧實(shí)地調(diào)研和案頭資料分析,力求數(shù)據(jù)獲取渠道多樣化以及內(nèi)容滿足后續(xù)研究動態(tài)性和時(shí)序性要求。其次,運(yùn)用扎根理論對數(shù)據(jù)進(jìn)行多級編碼,提煉若干核心概念。同時(shí),為系統(tǒng)揭示核心概念間的關(guān)聯(lián)機(jī)制,以技術(shù)落后方為研究主體,兼顧產(chǎn)業(yè)發(fā)展和企業(yè)創(chuàng)新兩個(gè)層面需求,引入戰(zhàn)略管理分析框架,根據(jù)“目標(biāo)定位—環(huán)境分析—結(jié)果評估—策略選擇”設(shè)定分析框架,揭示形成機(jī)理,進(jìn)而尋求破解路徑。再次,選取“芯片”產(chǎn)業(yè)“卡脖子”過程進(jìn)行案例分析。近年來,芯片產(chǎn)業(yè)已成為中美兩國技術(shù)競爭的焦點(diǎn),兩國在政治、經(jīng)濟(jì)不同層面持續(xù)博弈,產(chǎn)業(yè)政策不斷調(diào)整,已形成比較豐富的資料數(shù)據(jù)和清晰的時(shí)間線,適合對“卡脖子”形成過程開展縱向案例研究。為此,在案例分析中引入事件系統(tǒng)理論,對“卡脖子”技術(shù)驅(qū)動結(jié)果進(jìn)行判斷,通過情境化研究闡釋“卡脖子”技術(shù)形成機(jī)理。

圖1 “卡脖子”問題形成機(jī)理研究框架Fig.1 Framework of the formation mechanism of technology bottlenecks

2 研究設(shè)計(jì)

2.1 數(shù)據(jù)來源

為避免主觀性對研究結(jié)果產(chǎn)生的不良影響,形成能夠相互印證的“三角驗(yàn)證”,采取多種途徑收集“卡脖子”技術(shù)資料:①線下訪談;②新聞媒體采訪數(shù)據(jù);③文獻(xiàn)資料及政府工作報(bào)告等文件。其中,一手資料是扎根研究最重要的數(shù)據(jù)資料來源,線下訪談是本研究獲取數(shù)據(jù)的主要方式,該方式能夠深入情境反映與主題相關(guān)的內(nèi)容。通過對已經(jīng)公布的30多項(xiàng)“卡脖子”技術(shù)所屬行業(yè)進(jìn)行分析,按照芯片制造、材料等多個(gè)“卡脖子”技術(shù)相關(guān)企業(yè)聯(lián)系技術(shù)研發(fā)人員、科研管理人員及企業(yè)負(fù)責(zé)人。在訪談前通過詢問受訪者所在行業(yè)“卡脖子”技術(shù)現(xiàn)狀,確保受訪者對“卡脖子”技術(shù)有一定的認(rèn)知基礎(chǔ),最終選定20項(xiàng)不同“卡脖子”技術(shù)領(lǐng)域的21人作為訪談對象。通過對記錄資料進(jìn)行整理,獲得訪談文本78 572字、調(diào)研過程中的研究筆記約3萬字。除訪談資料外,收集近年來與“卡脖子”技術(shù)相關(guān)的研究報(bào)告,經(jīng)過篩選,共得到5篇研究報(bào)告、27篇案例和政策數(shù)據(jù),并對以上文件資料進(jìn)行篩選,將其作為理論分析與檢驗(yàn)的原始資料,如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)類型與來源Tab.1 Data and their sources

2.2 多級編碼過程

開放式編碼是扎根理論第一階段的工作,該階段的主要工作是對實(shí)地訪談、媒體采訪記錄和文獻(xiàn)資料進(jìn)行逐字、逐句或段落性編碼[18-19]。按照這一過程,本文共獲得開放性編碼1 051個(gè),其中有效編碼542個(gè)。從原始資料展開歸納,再從參考點(diǎn)的開放性編碼向概念轉(zhuǎn)化,由542個(gè)有效編碼獲得115個(gè)概念,再將概念范疇化,得到包括A1壟斷性、A2國家安全、A49價(jià)值鏈高附加值環(huán)節(jié)、A50產(chǎn)業(yè)鏈核心位置等50個(gè)范疇。這些范疇性質(zhì)和提煉維度均通過扎根訪談獲得的資料編碼形成,所代表的中心內(nèi)容均指向研究主題——“卡脖子”技術(shù),所顯示內(nèi)容與研究主題存在一定關(guān)系。開放性編碼過程如表2所示。

表2 開放性編碼過程Tab.2 Examples of open coding

在對開放編碼得到的初始概念進(jìn)行反復(fù)思考后,共提煉出50個(gè)范疇,提煉出不可替代性、國家安全性、技術(shù)基礎(chǔ)條件等15個(gè)主范疇,如表3所示。

表3 主軸編碼結(jié)果Tab.3 Axial coding results

2.3 核心編碼識別與描述

通過反復(fù)比較,確定如下核心范疇:技術(shù)特征定位、技術(shù)競爭態(tài)勢、技術(shù)封鎖壁壘、安全可控程度和技術(shù)破解方式,如表4所示。

表4 選擇性編碼結(jié)果Tab.4 Selective coding results

(1)技術(shù)特征定位?！翱ú弊印奔夹g(shù)是影響我國國家安全和經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定且自主可控性弱的若干關(guān)鍵核心技術(shù)的總稱。一般來說,該類技術(shù)首先需符合不可替代性、難以模仿性、高附加值等關(guān)鍵核心技術(shù)的市場屬性。其中,不可替代性主要是指該類技術(shù)的功能很難通過其它替代技術(shù)實(shí)現(xiàn);難以模仿性強(qiáng)調(diào)該類技術(shù)具有持續(xù)動態(tài)創(chuàng)新能力,很難被競爭對手完全模仿和超越;高附加值強(qiáng)調(diào)該類技術(shù)在產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)中具有支配地位。在滿足上述特征的前提下,如果技術(shù)競爭態(tài)勢處于劣勢、受到外界技術(shù)封鎖或威脅,并在產(chǎn)業(yè)和國防安全方面產(chǎn)生無法自主可控的威脅,才能進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)椤翱ú弊印奔夹g(shù)。

(2)技術(shù)競爭態(tài)勢。技術(shù)競爭態(tài)勢是指我國“卡脖子”技術(shù)研發(fā)條件及市場競爭情況,包括技術(shù)基礎(chǔ)條件、技術(shù)等級水平和技術(shù)壟斷程度3個(gè)方面。技術(shù)基礎(chǔ)條件是指基礎(chǔ)研發(fā)條件和投入情況,研發(fā)投入不足會導(dǎo)致基礎(chǔ)研究水平低下,帶來自主創(chuàng)新能力薄弱、技術(shù)短板明顯等一系列問題。技術(shù)等級水平反映技術(shù)壟斷方與技術(shù)落后方的差距,這種差距主要是由于技術(shù)壟斷方利用先入為主的良性循環(huán)效應(yīng)不斷強(qiáng)化自身技術(shù)優(yōu)勢地位,將后入者鎖定在惡性循環(huán)的技術(shù)路徑中造成的[20]。技術(shù)壟斷程度反映技術(shù)壟斷方的市場地位和壟斷程度,決定后續(xù)采取何種技術(shù)封鎖手段遏制技術(shù)落后方發(fā)展,通常壟斷程度越高,技術(shù)封鎖手段越全面、遏制程度越高。

(3)技術(shù)封鎖壁壘。技術(shù)封鎖壁壘是指技術(shù)壟斷方為阻止技術(shù)落后方追趕而設(shè)置的各類障礙及遏制手段,包括技術(shù)專利、技術(shù)貿(mào)易和限制法規(guī)等技術(shù)壁壘。其中,技術(shù)專利壁壘是指技術(shù)壟斷方通過知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)形成的封鎖壁壘;技術(shù)貿(mào)易壁壘是指技術(shù)壟斷方通過技術(shù)市場交易形成的封鎖壁壘,其遏制效果從個(gè)別產(chǎn)品轉(zhuǎn)向整個(gè)行業(yè)。而限制法規(guī)壁壘主要是指技術(shù)壟斷方通過出臺相應(yīng)法律法規(guī)形成的封鎖壁壘,該壁壘往往會在市場交易、人才交流等多個(gè)層面形成全方位國家封鎖狀態(tài),是封鎖壁壘最高的一種方式。

(4)安全可控程度。安全可控程度是指技術(shù)落后方受到外部技術(shù)封鎖的影響,在產(chǎn)業(yè)安全和國防安全兩個(gè)方面的自主可控程度。其中,產(chǎn)業(yè)安全涉及價(jià)值鏈角色定位和產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展能力,而國防安全涉及國家安全和民生穩(wěn)定。自主可控性反映技術(shù)落后方對外部封鎖產(chǎn)生安全威脅的自我控制能力,自主可控性弱會擴(kuò)大技術(shù)安全威脅的影響,并提高技術(shù)壟斷方的議價(jià)能力和壁壘門檻。

(5)技術(shù)破解方式。技術(shù)破解方式主要包括突破式創(chuàng)新、漸進(jìn)式創(chuàng)新和市場化交易3種方式。突破式創(chuàng)新是指對處于空白、亟待突破的“卡脖子”技術(shù)進(jìn)行躍遷以滿足創(chuàng)新需求,該類創(chuàng)新能夠打破原有技術(shù)性能改進(jìn)軌道,快速獲取技術(shù)競爭領(lǐng)先地位。漸進(jìn)式創(chuàng)新是指對部分具有一定研發(fā)基礎(chǔ)且精度相對落后的技術(shù)進(jìn)行持續(xù)性改進(jìn)創(chuàng)新,延續(xù)原有技術(shù)性能軌道,持續(xù)提升該類技術(shù)核心競爭力。市場化交易是指對一些尚未完全封鎖的技術(shù),通過與合作技術(shù)壟斷方開展市場交易獲取,為后續(xù)創(chuàng)新活動的開展提供短期支持。

面對“卡脖子”技術(shù)難以突破的現(xiàn)狀,需要系統(tǒng)考慮技術(shù)自身定位、環(huán)境要素與“卡脖子”技術(shù)之間的相互影響關(guān)系。本研究通過反復(fù)比較范疇,根據(jù)戰(zhàn)略管理研究框架梳理核心范疇間的內(nèi)在關(guān)聯(lián),歸納出“卡脖子”技術(shù)形成過程,如圖2所示。其中,技術(shù)特征定位反映關(guān)鍵核心技術(shù)市場屬性,只有具備關(guān)鍵核心技術(shù)的基本特征,才具備“卡脖子”的可能。技術(shù)競爭態(tài)勢和技術(shù)封鎖壁壘分別反映問題形成的內(nèi)外因素。由于技術(shù)軌道具有累積性和排他性,國外企業(yè)憑借領(lǐng)先的行業(yè)地位和突出的技術(shù)優(yōu)勢維持技術(shù)壟斷地位,通過市場化途徑將國內(nèi)企業(yè)與國外先進(jìn)技術(shù)之間的差距逐漸拉大。此外,“卡脖子”的顯著特點(diǎn)是技術(shù)所在國因政治、“國家利益”等原因,通過事件持續(xù)以非市場化手段對技術(shù)落后國進(jìn)行技術(shù)封鎖。“卡脖子”技術(shù)之所以重要,不僅是因?yàn)殛P(guān)鍵核心技術(shù)的自身特性,還需要考慮技術(shù)封鎖對產(chǎn)業(yè)和國家安全的戰(zhàn)略性影響。因此,安全可控程度反映內(nèi)外因素對產(chǎn)業(yè)和國防安全的影響程度,這是識別“卡脖子”技術(shù)成立的必要條件。在此基礎(chǔ)上,技術(shù)破解方式需要綜合考慮各要素影響程度和路徑差異,進(jìn)而制定有針對性的策略。

圖2 基于戰(zhàn)略管理框架的“卡脖子”技術(shù)形成過程Fig.2 Formation process of technology bottlenecks within the strategic framework

3 案例分析與討論

3.1 芯片產(chǎn)業(yè)概述

芯片作為現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的核心,伴隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、可穿戴設(shè)備等新興應(yīng)用領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展,在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、維護(hù)國防安全方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。芯片制造過程涉及多個(gè)配套產(chǎn)業(yè)支持,產(chǎn)業(yè)鏈總體包括3個(gè)環(huán)節(jié),如圖3所示。其中,上游是設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),中游主要負(fù)責(zé)IC制造和封測,下游針對不同產(chǎn)品進(jìn)行多終端應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上,芯片行業(yè)需要EDA、IP技術(shù)和各種材料設(shè)備支持,并衍生出Fabless、Foundry、IDM和OSAT 4種廠商模式。

圖3 芯片產(chǎn)業(yè)鏈及主要相關(guān)產(chǎn)業(yè)Fig.3 Chip industrial chain and major related industries

由于芯片制造過程工藝復(fù)雜,精密度要求高,多數(shù)技術(shù)都需要經(jīng)過長期積累才能形成較為完整的技術(shù)體系[21-22]。目前,我國雖然在芯片制造封測環(huán)節(jié)達(dá)到成熟水平,但僅能觸及產(chǎn)業(yè)鏈低端環(huán)節(jié),無法撬動整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈布局和發(fā)展。相比而言,我國產(chǎn)業(yè)鏈上游設(shè)備、原材料供應(yīng)以及中游制造環(huán)節(jié)存在許多尚未攻克的關(guān)鍵核心技術(shù),如光刻機(jī)、光刻膠、EDA水平、硅片、離子注入機(jī)、制造工藝等,這些技術(shù)直接影響芯片產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)議價(jià)水平和資源配置能力,對整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展起至關(guān)重要的作用,是“卡脖子”技術(shù)后續(xù)形成的前提條件。

目前,我國企業(yè)在國際競爭中仍處于弱勢地位,僅有的市場份額也大多處于價(jià)值鏈中低端環(huán)節(jié),芯片產(chǎn)業(yè)存在國產(chǎn)化率低、技術(shù)差距明顯等問題,這在芯片產(chǎn)業(yè)中上游環(huán)節(jié)尤為明顯。如圖4所示,美國建立的所謂“Chip 4”聯(lián)盟(美、日、韓、中國臺灣)在芯片行業(yè)各環(huán)節(jié)都占有較大比重。

圖4 芯片相關(guān)技術(shù)競爭態(tài)勢Fig.4 Competitive situation of chip-related technologies注:資料來源:Gartner、SEMI

3.2 “卡脖子”技術(shù)影響因素

由于我國芯片產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)薄弱、創(chuàng)新能力不足,使得以美國為代表的一些發(fā)達(dá)國家謀求通過對芯片領(lǐng)域的技術(shù)封鎖,達(dá)到遏制我國綜合國力增強(qiáng)的目的。從2017年年底將我國明確定位為競爭者,到2018年對我國科技企業(yè)(中興、華為)進(jìn)行出口管制限制,再到利用《芯片和科學(xué)法案》(2022年)進(jìn)行全面技術(shù)封鎖,我國芯片領(lǐng)域核心技術(shù)被“卡脖子”的窘境日趨嚴(yán)重。圖5列舉了美國近幾年采取的主要技術(shù)封鎖措施。

圖5 美國針對芯片產(chǎn)業(yè)的“卡脖子”過程回顧Fig.5 Process review of the US containment on China′s chip industry

總體來看,美國對我國采取的技術(shù)封鎖過程分為4個(gè)階段:①貿(mào)易摩擦階段,該階段美國通過增加關(guān)稅的方式不斷限制中美兩國間的自由貿(mào)易,阻礙我國企業(yè)產(chǎn)品出口,使得我國企業(yè)難以通過國際市場得到產(chǎn)品信息反饋,從而限制消費(fèi)環(huán)節(jié)對產(chǎn)品的創(chuàng)新動力;②部分管制階段,以中興事件為代表,美國通過市場管控不斷加大對我國芯片領(lǐng)域的限制,阻礙我國企業(yè)技術(shù)引進(jìn)和技術(shù)模仿,破壞現(xiàn)有全球供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)分工;③全面封鎖階段,美國通過出臺《芯片法案》《出口管理?xiàng)l例》等法規(guī),在芯片全球產(chǎn)業(yè)鏈對我國產(chǎn)品、企業(yè)、高校等進(jìn)行全方位圍堵,使得國內(nèi)先進(jìn)技術(shù)追趕受限[23-24];④重點(diǎn)管制階段,由于部分管制行為限制美國本土行業(yè)發(fā)展,因此其通過修改條例對特定先進(jìn)計(jì)算集成電路及半導(dǎo)體進(jìn)行精準(zhǔn)管制。

根據(jù)事件系統(tǒng)理論,表5從事件時(shí)間強(qiáng)度及事件屬性對芯片行業(yè)多項(xiàng)“卡脖子”技術(shù)行為進(jìn)行判斷。其中,“+++”表示指標(biāo)強(qiáng)度高,“++”表示中等強(qiáng)度,“+”表示強(qiáng)度低。首先,根據(jù)“卡脖子”行為非常規(guī)、非預(yù)期程度對新穎性進(jìn)行判斷;其次,按照對產(chǎn)業(yè)和國家安全影響對顛覆性和關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行判斷,對國家安全造成威脅的事件顛覆性和關(guān)鍵性程度較高,而僅影響產(chǎn)業(yè)安全的事件顛覆性和關(guān)鍵性程度次之。此外,時(shí)間屬性主要判斷“卡脖子”行為持續(xù)的時(shí)間跨度,空間屬性主要測度“卡脖子”行為的覆蓋面。

表5 “卡脖子”行為對芯片行業(yè)技術(shù)工藝的影響Tab.5 Impact of the US containment on the technology in chip industry

光刻機(jī)作為關(guān)鍵設(shè)備位于產(chǎn)業(yè)鏈上游,隨著時(shí)間推移,越來越多的光刻機(jī)生產(chǎn)企業(yè)被列入“清單”,對我國光刻機(jī)出口的限制也更加嚴(yán)格,隨著技術(shù)封鎖的持續(xù)強(qiáng)化,所涉空間范圍也更廣。芯片制造位于產(chǎn)業(yè)鏈中游,是產(chǎn)品新老交替的技術(shù)保障,因此關(guān)鍵性程度較高,隨著“卡脖子”行為的不斷強(qiáng)化,芯片制造受限空間范圍更廣。

3.3 “卡脖子”技術(shù)形成過程

面對“卡脖子”問題日益嚴(yán)峻的窘境,如何根據(jù)自身?xiàng)l件和外部因素構(gòu)建理論分析框架,制定行之有效的破解方案和應(yīng)對策略,不僅是芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要,更是保障國家安全的迫切要求。本文從芯片制造產(chǎn)業(yè)鏈上游和中游環(huán)節(jié)出發(fā),選取時(shí)間強(qiáng)度高、空間屬性顯著的“光刻機(jī)”和“制造工藝”,圍繞前述提煉的核心概念、測量指標(biāo)進(jìn)行證據(jù)歸納和評估,借鑒事件系統(tǒng)理論常用的事件屬性進(jìn)行表述,如表6所示。

表6 光刻機(jī)與制造工藝“卡脖子”形成過程分析Tab.6 Analysis of technology bottleneck formation in lithography machine and manufacturing process

由于技術(shù)復(fù)雜度高、引進(jìn)渠道單一,在競爭態(tài)勢差距愈發(fā)明顯的當(dāng)下難以實(shí)現(xiàn)技術(shù)替代,導(dǎo)致光刻機(jī)安全和自主可控問題愈發(fā)嚴(yán)峻。而芯片產(chǎn)能輸出受制造環(huán)節(jié)影響,在產(chǎn)業(yè)鏈中具有“卡口”地位,需經(jīng)歷數(shù)百道工藝循環(huán),制造工藝水平影響芯片制造企業(yè)技術(shù)競爭力[25]。因此,制造工藝持續(xù)創(chuàng)新是推進(jìn)芯片制造進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵元素。本研究按照技術(shù)特征定位、技術(shù)基礎(chǔ)條件等核心概念對光刻機(jī)和制造工藝“卡脖子”形成路徑進(jìn)行分析。相較于制造工藝而言,光刻機(jī)技術(shù)定位、壟斷程度和封鎖壁壘較高,而技術(shù)基礎(chǔ)條件、等級水平和安全可控程度較低,通過核心范疇作用強(qiáng)度分析“卡脖子”路徑差異,形成如圖6所示的兩條不同“卡脖子”路徑。

圖6 光刻機(jī)與制造工藝“卡脖子”路徑Fig.6 Path analysis of technology bottlenecks of lithography machine and manufacturing process

以光刻機(jī)為代表的“卡脖子”技術(shù)一般位于產(chǎn)業(yè)鏈上游,顯著特點(diǎn)是技術(shù)基礎(chǔ)薄弱、技術(shù)競爭處于劣勢地位、受限嚴(yán)重,更易受到“斷供式”技術(shù)封鎖。結(jié)合當(dāng)前技術(shù)落后方的競爭地位與當(dāng)下技術(shù)難以自主可控的情境,突破式創(chuàng)新可作為一個(gè)切入點(diǎn),通過設(shè)立長遠(yuǎn)目標(biāo)與持續(xù)投入進(jìn)行技術(shù)變革。相較于漸進(jìn)式創(chuàng)新,與外部擁有關(guān)鍵資源的組織建立聯(lián)系能為企業(yè)突破式創(chuàng)新提供更多支持。在聯(lián)合封鎖的背景下,與可能具有合作關(guān)系的國家開展市場交易,有望提高技術(shù)性能,改變產(chǎn)業(yè)競爭格局。

與光刻機(jī)相對應(yīng)的是位于產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)中游的制造部分,相較于產(chǎn)業(yè)鏈上游技術(shù),該類技術(shù)已具有一定基礎(chǔ),更多是受到“打壓式”封鎖,如各種產(chǎn)能限制,結(jié)合對上游“斷供式”的控制,讓中游制造難以達(dá)到國際領(lǐng)先水平。以制造為主的中游環(huán)節(jié)能夠撬動整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,而制程代表所處行業(yè)先進(jìn)程度,是創(chuàng)新能力的集中體現(xiàn)。其中,制造工藝持續(xù)創(chuàng)新是一個(gè)技術(shù)積累過程,漸進(jìn)式創(chuàng)新更重視現(xiàn)有資源、創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)小,通過再生產(chǎn)提高技術(shù)工藝精度和效率,鞏固制造環(huán)節(jié)市場地位,更有利于企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展。

4 結(jié)論與啟示

4.1 研究結(jié)論

綜上所述,本文圍繞“卡脖子”技術(shù)問題,運(yùn)用扎根理論對多渠道資料進(jìn)行編碼歸納,提煉核心概念,參考戰(zhàn)略管理分析框架建立概念間關(guān)聯(lián)作用路徑。同時(shí),選取芯片產(chǎn)業(yè)“卡脖子”技術(shù)案例進(jìn)行分析,揭示“卡脖子”形成過程機(jī)理,并對“光刻機(jī)”和“制造工藝”兩類典型“卡脖子”技術(shù)形成過程進(jìn)行分析,得出以下結(jié)論:

(1)“卡脖子”技術(shù)形成路徑?！翱ú弊印奔夹g(shù)問題與技術(shù)特征定位、技術(shù)競爭態(tài)勢、技術(shù)封鎖壁壘、安全可控程度和技術(shù)破解方式5個(gè)核心概念密切相關(guān)?！翱ú弊印眴栴}形成過程為:發(fā)生條件(關(guān)鍵核心技術(shù)形成)→內(nèi)因(技術(shù)競爭驅(qū)動)→外因(技術(shù)封鎖驅(qū)動)→事件影響(安全可控驅(qū)動)→結(jié)果(“卡脖子”技術(shù)形成),即首先應(yīng)該具備關(guān)鍵核心技術(shù)特征,并在技術(shù)競爭與技術(shù)封鎖內(nèi)外雙重因素驅(qū)動下,以事件形式對安全可控度產(chǎn)生影響,最終形成“卡脖子”技術(shù)。在不同“卡脖子”技術(shù)形成階段影響因素和作用程度不同,破解策略需要根據(jù)技術(shù)形成路徑進(jìn)行針對性分析。

(2)“卡脖子”技術(shù)破解策略選擇。對于處于產(chǎn)業(yè)鏈上游、技術(shù)基礎(chǔ)薄弱、面臨寡頭壟斷市場、競爭對手采取“斷供式”封鎖的“卡脖子”技術(shù),應(yīng)選取突破性技術(shù)創(chuàng)新破解策略。突破式創(chuàng)新需要多方資源支持,涉及的創(chuàng)新主體主要為大型央企、科研院所和高校,創(chuàng)新主體在科學(xué)預(yù)判技術(shù)特征和趨勢的基礎(chǔ)上開展長周期基礎(chǔ)性研發(fā)活動,通過自主創(chuàng)新引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。對于處于產(chǎn)業(yè)鏈中游、具有一定技術(shù)基礎(chǔ)、面臨壟斷市場競爭、競爭對手采取“打壓式”封鎖的“卡脖子”技術(shù),應(yīng)采取漸進(jìn)式技術(shù)創(chuàng)新破解策略,以企業(yè)為創(chuàng)新主體開展短周期技術(shù)升級活動,通過提升市場競爭力獲取產(chǎn)業(yè)鏈“話語權(quán)”,依靠擴(kuò)大產(chǎn)能和市場規(guī)模補(bǔ)齊產(chǎn)業(yè)鏈短板,從而形成良性循環(huán)。同時(shí),努力拓展市場空間,積極尋求戰(zhàn)略合作,幫助技術(shù)落后方緩解短期“卡脖子”危機(jī)。

4.2 對策建議

(1)從發(fā)生條件看,“卡脖子”技術(shù)首先需要滿足關(guān)鍵核心技術(shù)特征,這些技術(shù)多位于產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié),對產(chǎn)業(yè)發(fā)展起決定性作用。一方面,芯片研發(fā)需要完善頂層設(shè)計(jì),加強(qiáng)基礎(chǔ)研究,從源頭解決“卡脖子”問題;另一方面,需要發(fā)揮不同研發(fā)主體的積極性。其中,大型央企要成為產(chǎn)業(yè)鏈鏈長,與科研院所、高校進(jìn)行全面合作。同時(shí),培養(yǎng)一批專業(yè)化發(fā)展的專精特新企業(yè),尤其是在核心技術(shù)和核心產(chǎn)業(yè)層面,鼓勵(lì)專精特新企業(yè)深耕細(xì)分領(lǐng)域,從互補(bǔ)端為芯片企業(yè)助力。

(2)從內(nèi)因看,技術(shù)競爭處于劣勢地位的主要原因是人才匱乏、競爭優(yōu)勢不足;從外因看,國外著眼于技術(shù)封鎖,同時(shí)通過人才圈定的方式進(jìn)行“人才封鎖”。人才是知識的載體,習(xí)近平總書記多次強(qiáng)調(diào)發(fā)揮“戰(zhàn)略科學(xué)家”的前瞻性判斷力和跨學(xué)科理解能力解決“卡脖子”難題。對于芯片產(chǎn)業(yè)來說,無論是在調(diào)試階段還是量產(chǎn)階段,擁有芯片產(chǎn)業(yè)鏈重要知識的人才至關(guān)重要,但我國高端芯片人才數(shù)量無法滿足突破“卡脖子”領(lǐng)域的需要。因此,需要從人才引進(jìn)和人才培養(yǎng)兩個(gè)方面著手,一方面,編制緊缺人才清單,加大人才引進(jìn)力度;另一方面,通過培養(yǎng)專業(yè)人才、組織專門團(tuán)隊(duì)進(jìn)行“卡脖子”技術(shù)攻關(guān)。

4.3 不足與展望

由于“卡脖子”問題涉及技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)政策等多方面內(nèi)容,現(xiàn)有研究尚處于初期探索階段,采用扎根理論對文獻(xiàn)進(jìn)行模型建構(gòu)和理論檢驗(yàn)很難搜集大量研究資料。面對相同的原始資料,由于研究者個(gè)體認(rèn)知差異,概括和提煉的范疇因人而異,所以未來需要對所建構(gòu)的理論進(jìn)行完善。未來應(yīng)對多個(gè)行業(yè)“卡脖子”技術(shù)形成路徑進(jìn)行分析,并通過組態(tài)方法深入研究不同因素間的影響機(jī)理,提高理論的適用性和針對性。