周敏捷

（復(fù)旦大學(xué)，上海 200433）

一、中國新能源技術(shù)的領(lǐng)先與相關(guān)芯片產(chǎn)業(yè)落后的矛盾性

自從科學(xué)技術(shù)進(jìn)入了工業(yè)4.0時(shí)代以來，以半導(dǎo)體技術(shù)為基礎(chǔ)的芯片（又名集成電路）技術(shù)成為了支撐幾乎所有科技領(lǐng)域的核心技術(shù)之一。由于歷史的原因，中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)起步較晚，且在過去的幾十年時(shí)間里，中國的技術(shù)發(fā)展主要以芯片的應(yīng)用為主。無論是國家在政策層面還是在企業(yè)的實(shí)際研發(fā)投入方面，都是將較大的科研精力投入在芯片的應(yīng)用開發(fā)，軟件開發(fā)，系統(tǒng)開發(fā)等領(lǐng)域，對(duì)有基礎(chǔ)意義的芯片技術(shù)本身，包括芯片的設(shè)計(jì)，芯片的工藝和芯片的生產(chǎn)制造等環(huán)節(jié)都缺乏了深厚的積累。這其中既有芯片產(chǎn)業(yè)涉及的基礎(chǔ)和應(yīng)用學(xué)科較多，產(chǎn)業(yè)鏈較長(zhǎng)等原因，也有芯片產(chǎn)業(yè)投資周期較長(zhǎng)，資本回報(bào)速度較慢等原因。

在新能源技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，由于我國人口眾多，能源消耗量大，石油、天然氣等自然資源的分布和儲(chǔ)備并不均勻 。黨的十八大報(bào)告中就明確提出了“把生態(tài)文明建設(shè)放在突出地位，融入經(jīng)濟(jì)建設(shè)、政治建設(shè)、文化建設(shè)、社會(huì)建設(shè)各方面和全過程”的“五位一體”總體布局，大力深化能源使用的結(jié)構(gòu)改革，大力投入對(duì)新能源的開發(fā)和使用技術(shù)。近年來,我國在電能、光能、風(fēng)能以及水利等資源的技術(shù)開發(fā)上逐步地走在了世界的前列，尤其以新能源汽車和光伏發(fā)電技術(shù)為代表的，不僅成為了國內(nèi)生態(tài)布局的典范，還將相關(guān)技術(shù)出口至國外，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)做出了自己的貢獻(xiàn)。其中，還特別涌現(xiàn)出了諸如比亞迪的新能源汽車，寧德時(shí)代的磷酸鐵鋰電池，陽光電源的光伏發(fā)電站和儲(chǔ)能設(shè)備等享譽(yù)世界的新能源相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品，已經(jīng)成為不少發(fā)展中國家和發(fā)達(dá)國家爭(zhēng)相采購的“中國制造”高科技產(chǎn)品。我國在新能源技術(shù)領(lǐng)域之所以能夠取得這樣的成就，不僅是國家在節(jié)能減排方面總體布局的階段性成功，也是對(duì)馬克思主義自然辯證法的生態(tài)觀進(jìn)行的中國化實(shí)踐。

從近幾年我國新能源汽車行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r來看（圖1），國產(chǎn)新能源汽車的銷量總體上穩(wěn)步前進(jìn)。如圖1所示，2017年我國新能源汽車的產(chǎn)量為79.4萬輛；2018年產(chǎn)銷有較大提升，完成了127萬輛；2019年產(chǎn)銷較上一年有所下降；到2020年略有提升，完成了136.6萬輛；而2021年又是飛速發(fā)展的一年，新能源汽車更大范圍地走進(jìn)大眾視野，更多人了解到其優(yōu)勢(shì)[1]。

圖1 2017—2021 年中國新能源汽車銷量及同比變化情況

在新能源的基礎(chǔ)技術(shù)中，極為重要的一項(xiàng)就是與之配套的半導(dǎo)體芯片技術(shù)。芯片技術(shù)是當(dāng)今一切電子電氣相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)，它在新能源技術(shù)中，也扮演著相當(dāng)重要的角色。如在光伏發(fā)電設(shè)備中，芯片是控制交直流電轉(zhuǎn)化的核心器件；在電池儲(chǔ)能設(shè)備中，芯片又是檢測(cè)和保護(hù)電池狀態(tài)，使得儲(chǔ)能設(shè)施得以安全可靠運(yùn)行的核心元器件。目前,我們國家在新能源設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造方面確實(shí)走在了世界的前列。由于國產(chǎn)芯片設(shè)計(jì)和制造能力的不足，當(dāng)國際市場(chǎng)出現(xiàn)芯片供應(yīng)鏈緊缺，或者因?yàn)橐恍┑鼐壵蔚脑蚨霈F(xiàn)芯片供應(yīng)受阻時(shí)，“缺芯”的問題就會(huì)同樣出現(xiàn)在新能源的發(fā)展上。從自然辯證法的視角看，由于事物是普遍聯(lián)系的，當(dāng)我們只重視了矛盾的一個(gè)方面而忽視了其他方面時(shí)，必將導(dǎo)致短板的出現(xiàn)。這一點(diǎn),在我國的高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中所顯現(xiàn)出的矛盾有時(shí)候尤為突出。眾所周知,在地緣政治和世界供應(yīng)鏈發(fā)生重大變革的近兩年，國內(nèi)的新能源汽車制造企業(yè)曾經(jīng)就因?yàn)樾⌒〉囊粋€(gè)種類芯片的短缺導(dǎo)致了大批量的新能源汽車訂單無法交付，究其背后的原因依舊是我國在芯片技術(shù)領(lǐng)域的核心創(chuàng)新能力不夠，被迫大規(guī)模地依賴于進(jìn)口芯片的支持，才能完成新能源汽車和相關(guān)設(shè)備的制造所導(dǎo)致的。新能源系統(tǒng)中核心芯片供應(yīng)能力和整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的矛盾，或?qū)⒃谝欢螘r(shí)間內(nèi)持續(xù)成為我國新能源技術(shù)發(fā)展過程中亟待解決的問題。

下圖2為一輛典型的國產(chǎn)新能源汽車電池技術(shù)相關(guān)所需要用到各種芯片和關(guān)鍵元器件的框圖及品牌信息，可以看出雖然我國的新能源汽車的整車技術(shù)已經(jīng)走在世界的前列，但是基于新能源汽車所使用的核心芯片，依然極大程度地依賴于諸如TI，ADI，Infineon等歐美芯片企業(yè)的進(jìn)口，國產(chǎn)芯片產(chǎn)品在國產(chǎn)新能源汽車上所扮演的角色依然不是主角。

圖2 新能源汽車電池相關(guān)技術(shù)的核心元器件品牌信息

由此可見，目前,我國的新能源汽車技術(shù)相對(duì)發(fā)達(dá)的原因，是因?yàn)榻┠陣腋鱾€(gè)層面的政策扶持，資源投入芯片技術(shù)的應(yīng)用。目前的國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)尚不能滿足新能源技術(shù)的發(fā)展需求，可以說，目前中國的新能源產(chǎn)業(yè)本身具備了應(yīng)用技術(shù)的相對(duì)優(yōu)勢(shì)和底層芯片技術(shù)的相對(duì)劣勢(shì)的矛盾。

自然辯證法向我們揭示了事物的發(fā)展都是源自其內(nèi)部的矛盾性，當(dāng)內(nèi)部矛盾積累到了一定的程度，就會(huì)通過質(zhì)量互變和否定之否定等方式實(shí)現(xiàn)變革，用新事物對(duì)舊事物的替代，完成進(jìn)步的過程。[2]如果我們能夠在大力發(fā)展新能源技術(shù)和芯片技術(shù)的同時(shí)將兩者作為上下游產(chǎn)業(yè)鏈上的一個(gè)整體相聯(lián)系，充分利用其內(nèi)部的矛盾性來促發(fā)變革的動(dòng)力，就能更好地推動(dòng)與此相關(guān)的全行業(yè)發(fā)展。例如，我們可以首先制定鼓勵(lì)性的策略，促使新能源領(lǐng)域的企業(yè)在設(shè)備研發(fā)過程中盡可能多地使用國產(chǎn)芯片技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，并同時(shí)對(duì)專門設(shè)計(jì)新能源用途相關(guān)的芯片公司產(chǎn)品進(jìn)行一定的政策扶持或者稅收優(yōu)惠，以強(qiáng)勢(shì)產(chǎn)業(yè)推動(dòng)弱勢(shì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)方面積極開展兩個(gè)產(chǎn)業(yè)的互相合作，互惠互利，也可以適當(dāng)引入一些合理的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，促使領(lǐng)先技術(shù)與落后技術(shù)的對(duì)立，淘汰那些同樣獲得了諸多政府補(bǔ)貼和扶持。創(chuàng)新能力低下，產(chǎn)出低下的企業(yè)，催促優(yōu)秀的國產(chǎn)芯片技術(shù)首先在新能源領(lǐng)域獲得突破，進(jìn)而逐步將這種突破影響到與此相關(guān)的其他技術(shù)領(lǐng)域。這樣,必將由新能源產(chǎn)業(yè)的先進(jìn)性同時(shí)帶來整個(gè)中國芯片行業(yè)的長(zhǎng)足進(jìn)步。芯片技術(shù)的進(jìn)步結(jié)果也必將反過來再次推動(dòng)新能源技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

二、芯片技術(shù)發(fā)展的自然辯證法規(guī)律

自然辯證法的科學(xué)觀告訴我們，科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展道路必須遵循量變到質(zhì)變的規(guī)律?？萍嫉陌l(fā)展從來都不是一蹴而就的也不能是空中樓閣，是需要經(jīng)歷一個(gè)完整的積累的過程。由于目前國內(nèi)芯片技術(shù)的相對(duì)落后局面，導(dǎo)致了一些人對(duì)于近些年來國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了較為悲觀的態(tài)度，并懷疑近些年在芯片領(lǐng)域的重大投入和扶持的作用。這些觀點(diǎn)都是偏頗不合理的，因?yàn)樾酒陌l(fā)展和其他復(fù)雜技術(shù)的發(fā)展一樣，必然會(huì)遵循以下幾個(gè)規(guī)律，只有認(rèn)識(shí)到這些規(guī)律，才能將產(chǎn)業(yè)扶持的策略落到實(shí)處：

（一）芯片技術(shù)與諸多學(xué)科的普遍聯(lián)系規(guī)律

首先，與芯片產(chǎn)業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)學(xué)科范圍較廣，涉及到傳統(tǒng)的物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科以及在此基礎(chǔ)上衍生的應(yīng)用科學(xué)，如微電子、有機(jī)材料、無機(jī)材料、光學(xué)等，都是其產(chǎn)生和發(fā)展的根本，工程學(xué)能力決定了其設(shè)計(jì)制造的水平，而量子力學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新興知識(shí)學(xué)科已經(jīng)成為其不斷發(fā)展的內(nèi)驅(qū)力量。[3]因此，芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，絕不能被孤立地看待，要大力發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)就不能忽視與芯片相關(guān)的各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的進(jìn)步，只有當(dāng)所有這些學(xué)科都產(chǎn)生了相關(guān)的進(jìn)步之后，才能共同推動(dòng)國內(nèi)自主芯片產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。目前,我們國家在芯片設(shè)計(jì)理論上的人才不少，對(duì)于集成電路的理論研究和算法研究也已經(jīng)獲得了一定的成就。但是在相關(guān)材料的制造上還有著不小的差距，在諸如光刻機(jī)的設(shè)計(jì)和制造上就存在著明顯的差距，這些表面上看似芯片行業(yè)的技術(shù)，背后卻需要諸多工業(yè)部門和學(xué)科領(lǐng)域的共同支撐。

如果把芯片產(chǎn)業(yè)和技術(shù)片面地看作一個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)或者學(xué)科，將所有的關(guān)注和資源都僅僅投入在芯片產(chǎn)業(yè)本身上，就會(huì)犯了形而上學(xué)的錯(cuò)誤，無法真正把握到該產(chǎn)業(yè)發(fā)展的諸多推動(dòng)要素。

（二）高尖端技術(shù)的發(fā)展必須遵循量變到質(zhì)變的規(guī)律

縱觀歐美芯片技術(shù)發(fā)達(dá)的國家，其著名芯片巨頭都擁有著悠久的歷史，諸如芯片的發(fā)明者Jack Kilby所在的美國德州儀器公司，就是一家誕生于二戰(zhàn)之前的科技公司，在20世紀(jì)50年代就已經(jīng)全面進(jìn)入了半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)。又如,大名鼎鼎的英特爾公司，也是在1971年就開始了早期的計(jì)算機(jī)CPU的研發(fā)。再如,歐洲的意法半導(dǎo)體，日本的東芝，韓國的三星等等，他們?cè)谛酒念I(lǐng)域的投入和發(fā)展都有著超過數(shù)十年的豐富積累。在這些發(fā)達(dá)國家中，美國作為芯片技術(shù)的發(fā)源地，其對(duì)技術(shù)的積累程度和專業(yè)程度確實(shí)值得我們的相關(guān)行業(yè)學(xué)習(xí)，而日韓的芯片技術(shù)雖晚于美國，但是在近三四十年的發(fā)展和進(jìn)步所獲得的成效，也是值得我們學(xué)習(xí)的。

芯片技術(shù)發(fā)展所需要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)驗(yàn)以及工藝進(jìn)化等要素都需要大量的積累。可以說，西方發(fā)達(dá)國家在芯片技術(shù)領(lǐng)域的成就，除了其本身的工業(yè)底子好，人才投入多以外，其長(zhǎng)周期的積累后完成從量變到質(zhì)變的過程是重要原因。

由于芯片產(chǎn)品的品類繁多，上下游產(chǎn)業(yè)鏈同樣較為復(fù)雜。國產(chǎn)片芯片的市場(chǎng)認(rèn)可度也需要長(zhǎng)期的培育和引導(dǎo)。國內(nèi)使用芯片作為關(guān)鍵原材料的高科技企業(yè)廣泛地分布于汽車電子、工業(yè)電子、消費(fèi)電子、通訊設(shè)備等各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，各領(lǐng)域?qū)τ谛酒募夹g(shù)要求相差甚遠(yuǎn)，如用于消費(fèi)電子的手機(jī)領(lǐng)域，對(duì)芯片的小型化和高集成化有著極高的要求，其核心CPU所使用的主流工藝制程目前已經(jīng)達(dá)到了7納米甚至更高的要求。對(duì)于新能源汽車所需要的芯片，則更強(qiáng)調(diào)可靠性和穩(wěn)定性，對(duì)芯片的集成度和制程要求并不高，通常在28納米以上就足以滿足需求，其對(duì)芯片的功能安全和高低溫的適配性要求卻是手機(jī)等芯片無法企及的。只有長(zhǎng)期積累對(duì)市場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)，才能揚(yáng)長(zhǎng)避短，用最有限的資源設(shè)計(jì)出最合乎當(dāng)前市場(chǎng)熱點(diǎn)的芯片產(chǎn)品。對(duì)于這些不同技術(shù)市場(chǎng)和技術(shù)應(yīng)用的芯片要求，只有市場(chǎng)沉淀相當(dāng)深厚，客戶資源較為豐富的芯片公司才能真正把握技術(shù)需求的脈絡(luò)，對(duì)產(chǎn)品定義，產(chǎn)品研發(fā)等領(lǐng)域獲得輸出，而所有這些信息和經(jīng)驗(yàn)的獲得都是需要相當(dāng)?shù)臅r(shí)間積累。

因此，如果僅僅剛剛開始大力投入的這幾年就因?yàn)闀簳r(shí)的落后，而認(rèn)定中國的創(chuàng)新土壤不足以培育出優(yōu)秀的芯片產(chǎn)業(yè)，而喪失對(duì)國產(chǎn)芯片的信心，這是缺乏辯證思維的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。下圖3為國產(chǎn)片芯片的銷售額和市場(chǎng)自給率的變化趨勢(shì)，可以看出，我國的國產(chǎn)芯片無論是營收還是市場(chǎng)占有率都是得到逐年提升的，但總體而言仍處于量的積累階段。

圖3 2010 年—2020 年 國產(chǎn)芯片銷售額和自給率

（三）芯片發(fā)展歷程上的否定之否定規(guī)律

許多國產(chǎn)芯片在上市初期，都會(huì)伴隨著相對(duì)于各種國外先進(jìn)芯片廠商所存在的技術(shù)短板。如在新能源領(lǐng)域，我們目前國產(chǎn)芯片的高電壓耐受能力和電流電壓采樣精度與國外先進(jìn)水平相比還有一定的差距，因此,許多新能源設(shè)備制造企業(yè)尚不敢大規(guī)模地在高要求設(shè)備中使用，只能在一些非重要的領(lǐng)域進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證本身就是一種試錯(cuò)的過程，也是不斷否定，不斷改進(jìn)的過程。

目前階段，我們確實(shí)看到了不少國內(nèi)芯片產(chǎn)品在國內(nèi)用戶初步評(píng)估階段就因?yàn)楦鞣N技術(shù)指標(biāo)不達(dá)標(biāo)等問題被否決，這些否決往往還會(huì)伴隨著相應(yīng)研發(fā)中產(chǎn)品的廢棄，或者前期投入的損失，這些都是發(fā)展過程中所必須經(jīng)歷的挫折。只有經(jīng)歷了這些否定，在否定中不斷地改進(jìn)，然后不斷推陳出新，最終必將使得國內(nèi)芯片企業(yè)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速的進(jìn)步。

在經(jīng)歷了數(shù)年的奮斗和投入之后，我們也已經(jīng)看到了國內(nèi)的芯片最近一兩年在諸多技術(shù)指標(biāo)方面開始有了明顯的提升，越來越多的國內(nèi)關(guān)鍵項(xiàng)目中出現(xiàn)了國產(chǎn)芯片的身影這無疑就是一個(gè)非常積極的信號(hào)。因此,堅(jiān)持不懈地對(duì)國產(chǎn)芯片市場(chǎng)給予政策的扶持和鼓勵(lì)，不為短期的失敗和落后而灰心喪氣，相信量變必定會(huì)迎來質(zhì)變的發(fā)生，這才是面對(duì)新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的正確態(tài)度。

三、新能源與芯片技術(shù)的共同發(fā)展更有利于生態(tài)文明和自主創(chuàng)新

新能源技術(shù)之所以謂之“新”，一方面,相對(duì)于傳統(tǒng)意義上人類所大規(guī)模采用的石油、天然氣等具備二氧化碳排放的“舊”的化學(xué)能源而言;另一方面,意味著所使用的能源轉(zhuǎn)化技術(shù)的創(chuàng)新，這些創(chuàng)新，也包括了其中對(duì)相關(guān)芯片等關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新。因此，這個(gè)新自然就同時(shí)包含了對(duì)自然辯證法中的生態(tài)觀以及科學(xué)創(chuàng)新的成分。

習(xí)近平總書記在黨的二十大報(bào)告中明確提出過積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和的要求，提出了要完善碳排放統(tǒng)計(jì)核算制度，健全碳排放權(quán)市場(chǎng)交易制度。提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力。積極參與應(yīng)對(duì)氣候變化全球治理。[4]因此，新能源技術(shù)不僅過去和現(xiàn)在是中國重點(diǎn)發(fā)展且保持領(lǐng)先的技術(shù)，未來也必將成為我國技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域的重中之重。

正因如此，用新能源的創(chuàng)新推動(dòng)芯片技術(shù)的創(chuàng)新，用矛盾和對(duì)立統(tǒng)一促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，量變到質(zhì)變?cè)斫o予科學(xué)技術(shù)足夠的投入和耐心，用否定之否定規(guī)律認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)的螺旋式上升規(guī)律，自力更生，艱苦創(chuàng)業(yè)，以實(shí)現(xiàn)中國式現(xiàn)代化為目標(biāo)，定能將我國的新能源技術(shù)和芯片技術(shù)共同推向世界的前列！