摘要：集成电路是数字经济时代典型的“卡脖子”产品。在面临外部遏制的背景下，集成电路关键核心技术突破面临先行者底层技术生态壁垒和供应链脱钩威胁，当前自主产业生态系统中存在诸多断点卡点，国产替代缺乏有效统筹。因此，需立足于完善的产业体系、海量的应用场景、坚实的人才基础以及新型举国体制的制度优势，通过非对称竞争这一底层思维逻辑实现集成电路制造技术突围和国产替代。为此，需进一步强化顶层设计、发挥新型举国体制优势以强化“卡脖子”产品国产替代的制度保障，加强基础研究以夯实国产替代的技术根基，落实人才战略以增强国产替代发展源动力，深化开放合作以打造开放型国产替代生态，加大逆周期投资以培育非对称竞争领导者，紧抓需求窗口以“划时代产品”牵引国产替代。
关键词：“卡脖子”产品；技术赶超；国产替代；非对称竞争；集成电路
基金：国家社会科学基金重大项目“智能制造关键核心技术国产替代战略与政策研究”（21&ZD132）、“数字经济推动新兴产业创新的制度逻辑与系统构建研究”（22&ZD099）；中国社会科学院登峰战略企业管理优势学科建设项目的资助。
一、引言
本文从非对称竞争视角出发，提出了国家竞争视角下技术赶超的非对称竞争策略，并提炼总结了不同技术追赶位势下国产替代战略的理论分析框架，进而以集成电路为例剖析了“卡脖子”产品的典型特征。在此基础上，结合我国集成电路产品被“卡脖子”的现实和国产替代情境，分析我国集成电路破解“卡脖子”困境的非对称竞争优势及其突围方向，最后提出破解集成电路“卡脖子”困境并实现有效国产替代的战略思路。
二、基于非对称竞争的国产替代战略：一个理论分析框架
（一）国家竞争视角下面向技术赶超的非对称竞争
技术赶超是后发者（企业或经济体）追求技术能力提升和竞争力改善的过程或者目标。技术轨道跃迁、技术范式转换[3]和产品跳跃升级[4]均为实现技术赶超的理想途径。常态情况下，技术赶超表现出技术引进—消化吸收—技术改进进而收敛于技术前沿的过程。[5]例如，Hobday提出后发经济体从OEM到ODM再到OBM的后发赶超技术学习模型[6]；Mathews&Cho在对韩国半导体产业赶超分析中指出，组织学习能力是韩国企业实现技术赶超的根本[7]。然而，后发赶超路径经常会陷入“追赶陷阱”之中[8]，这其中的重要原因是后发者自身知识分布不均匀、研发方向及技术升级路线选择高不确定性、知识产权保护不足以及本国人才缺乏等[9]。事实上，除了后发者自身政策、资源和能力方面的限制外，先发者往往成为阻碍后发者技术赶超的关键力量。一方面，先发者利用其在底层技术上的优势形塑了技术发展的轨道或者范式，导致后发者始终处于追赶但难以超越的现实困境中；另一方面，先发者往往会对追赶者采取非经济打压方式，借以阻碍后发者的技术赶超，甚至会通过限供断供、贸易制裁等方式阻碍后发者的技术进步，这也往往与保护主义交织并成为国家竞争的重要表现。
延伸到国家战略层面，“非对称竞争”被应用于军事和科技竞争领域，多数时候可以理解为依靠独特优势规避常规竞争的策略，例如，当时美国与苏联之间的军备竞赛，苏联被认为采取了非对称竞争的策略发展其新式武器，因为跟随美国技术路线是难以超越其技术水平的。在政治学领域，有学者用“非对称竞争”概括印度与中国竞争时的战略选择。[14]最近美国智库“中国战略组”（ChinaStrategyGroup，CSG）在一份题为《非对称竞争：应对中国科技竞争的战略》的报告中指出，“非对称竞争”是美国应对中国科技崛起的重要战略。可以看出，在国际战略层面，“非对称竞争”不仅被用于分析后发国家的赶超战略，也被用于探究领先国家的保持和防御战略。
在国家竞争成为技术赶超的内生特征之后，技术赶超就不再是传统意义上的市场竞争范畴，后发者需要审视自身能力，形成能够制衡先发者打击的非对称优势，在竞争过程中形成战略均势，以避免被先发者“卡脖子”进而导致技术进步的路径被阻断。
（二）国产替代战略
在国家竞争中，先发者出于阻断后发者赶超的目的，往往会针对重点产业、重点领域对后发者实施“卡脖子”策略。同时，为了维持其在核心产品上的领先优势并攫取在全球产业链分工中的高附加值，先发者往往会将具有较高技术水平、在产业中位置重要的产品在全球范围内分工和销售。这些具有高附加值、高技术水平、高产业影响力的产品就是“卡脖子”产品，通常也是那些具有较远创新距离的核心创新产品。对于后发国家来说，保障“卡脖子”产品的有效供给，不仅体现了其在创新赶超中的能力进步，更重要的是要保证在产业竞争和未来竞争优势获取中的经济安全。为此，实施国产替代不仅是保障一国在全球贸易中相对优势地位的选择，也是维系国家安全的必然选择。
“国产替代”不是一个纯粹的经济学或者管理学概念，它可以被理解为一国在全球竞争态势下采取的对系统性产品和技术的自主替代战略，通常被应用于后发国家的赶超情境中。从理论演进和历史事实的双重视角来看，国产替代的理论渊源可追溯到“进口替代”概念，即后发国家为保护本国幼稚工业而采取关税、配额和外汇管制等严格限制进口的贸易保护战略[15]，借以实现从传统农业国向现代工业国转变。事实上，美国、德国、日本、韩国等都得益于本国政府对幼稚产业的保护而走向工业强国。但是，也有一些国家（例如哥伦比亚、肯尼亚）在幼稚产业保护战略下陷入了“李斯特陷阱”。[16]总体来看，成功的国产替代战略往往是后发国家发挥自身比较优势尤其是劳动力成本优势（例如第二次世界大战后日本的纺织产业、钢铁产业、电器产业、汽车产业、半导体产业）和把握全球产业转移的重大机遇（例如韩国在20世纪70年代美国打压日本的背景下大力发展半导体产业），实现自主工业制成品对进口产品的有效替代，最终摆脱了自身作为落后农业国和原材料供应国的地位。
无论是基于贸易保护的国产替代，还是基于技术赶超战略的国产替代，都是后发国家基于自身特点和发展阶段的现实选择。但从先发国家角度来看，利用自身的技术和资本优势对潜在竞争对手实施“定向狙击”，或者利用自身的军事和外交力量直接干预，以制约国家赶超并将其锁定在全球价值链的低端已成为常态。从美国自20世纪70年代开始对日本发起的贸易战，到近年来的中美贸易摩擦，都凸显了先发国家对后发国家赶超战略采取的直接压制、经济封锁等经济霸权行为。这种行为尽管很多时候披着自由贸易的外衣，但已经成为全球自由贸易和经济稳定性的重要威胁，对后发国家安全产生重要影响。[22]
基于赶超战略的国产替代本质上是国家主动干预经济和培育创新系统以避免其他国家对本国经济安全和国家安全造成威胁的重大战略选择，是技术发展过程中政府干预模式和市场经济模式的有机融合，其根本目标是维系本国产业和经济发展的连续性。在一般情况下，国产替代通常意味着自主技术突破和技术赶超。在受到技术封锁和产业链脱钩威胁的情况下，国产替代由效益逻辑转向安全逻辑。[23]国产替代战略的根本动力依然是市场，但政府可以在关键核心技术、关键原材料、关键元器件、关键产品的供给方面发挥强有力的作用[24]，而且，在不破坏市场机制根基的前提下，政府的选择性产业政策可以与产业竞争战略形成正向互补[25]。在市场投资不足、需求较弱或产业主体动力不足的情况下，推进国产替代需要有效市场和有为政府的有机融合。[26]
（三）依托非对称竞争优势实现“卡脖子”产品国产替代的理论分析框架
图1基于非对称竞争优势实现技术突围和国产替代的战略选择
三、“卡脖子”产品典型特征：以集成电路为例
（一）“卡脖子”产品的典型特征
（二）集成电路产品的“卡脖子”特征
集成电路产品是数字经济的“底座”和“根技术”，是数字经济时代典型的“卡脖子”产品，技术复杂度高、安全涉入面广、市场垄断度高、产业关联性强。参见下表。
表集成电路作为“卡脖子”产品的多重特征
安全层面，集成电路在数字经济中的基础性地位和当前全球竞争中的“主战场”地位使得其安全问题尤为突出。一是作为数字时代的关键核心产品集成电路应用范围极为广泛，不仅在各类电子终端中广泛存在，还作为基础品和中间品广泛应用于生产的各个领域，尤其是在关系国计民生的基础工业和国防工业，集成电路承载着海量数据和保密信息。二是集成电路决定着智能产业的基础能力和未来产业的核心能力，其自主可控程度不仅决定着当前产业安全的程度，也关系着未来一国的经济安全和全面安全。
从市场结构来看，集成电路产业链上的主要设备、材料和高端制程产品制造都是典型的寡头垄断市场。当前先进技术节点工艺制程掌握在少数几个公司手中。14纳米制程技术只掌握在6家企业手中，分别是台积电、三星、英特尔、格罗方德、联华电子和中芯国际，5纳米和3纳米制程节点则仅剩台积电、三星两家竞争。先进制程的领军企业在技术研发上投入大量资本，无疑需要通过垄断全球市场份额来获得资本回报，通常采取多重措施进行技术保密。例如，台积电在南京的晶圆厂，将90%芯片制造数据存在本地服务器，但把10%最敏感芯片技术数据存在中国台湾地区。这种关键核心技术被“寡头俱乐部”掌控的情况，增加了生态领先者通过联盟控制产业链技术的可能。
从产业链关联来看，集成电路产品的生产制造过程是各类市场主体、创新主体融合促动的过程，集成电路产品的设计、制造、封测过程，以及用于生产集成电路产品的材料、设备、EDA软件、IP核等，集聚了大量的企业和研发机构，并且在此过程中政府不同程度地通过政策工具干预甚至直接介入其中，一些标准化组织等中间机构成为促进各类主体协同合作的重要支持力量。从这一角度而言，集成电路产品的技术赶超包含了技术体系中单一点位的技术突破和系统协同推进两个层面的问题。
四、我国集成电路被“卡脖子”现实与国产替代情境
（一）我国集成电路产品技术竞争力及被“卡脖子”现状
集成电路产品已然成为数字时代匹敌能源的战略物资，受到各国尤其是领先经济体的高度重视。总体来看，我国集成电路产品生产和市场规模迅速增长，但也面临严峻的“卡脖子”困境，其中尤以先进制造环节最为突出。
1.产业规模快速增长但自主产能严重不足，制造成为被“卡脖子”的主要环节
根据中国半导体行业协会的数据，2013—2021年，我国集成电路销售额从2508.5亿元增长到10458.3亿元，年均增速19.54%，远超全球同期增速。但是，我国集成电路自主产品的全球市场份额依然较低，2004—2020年，中国产品全球市场份额从0.5%上升至5%，与美国、日本、欧盟、韩国47%、10%、10%和20%的全球份额相比占比极低，制造仍然是我国集成电路产业协调发展的瓶颈和制约环节。面对未来芯片需求的爆发式增长，中国芯片自主产能的缺口将会更大。
2.高端逻辑芯片与前沿技术水平代际差距在拉大，是被“卡脖子”的主要产品领域
以产品用途来区分的三大类芯片中，逻辑芯片尤其是先进制程逻辑芯片是被“卡脖子”的主要产品。相对于逻辑芯片，存储芯片由于单元可复制特性，其制造工艺复杂度相对较低，是国内最有希望率先实现制造技术赶超的芯片品类。模拟芯片的制造不受制于摩尔定律而更多依赖于工程师经验，产品周期相对较长，产品细分种类众多，应用场景非常丰富，在有效的应用牵引之下，高端模拟芯片与世界领先水平差距有望不断缩小。相较之下，高端逻辑芯片制造需要更加复杂的工艺技术和高端设备，技术黑箱更多。在美国当前的阻遏政策之下，在摩尔定律支撑的技术轨道上这一差距正在拉大，目前已落后至少三个世代，我国在短期内顺应摩尔定律突破逻辑电路的前沿制造技术困难较大。
（二）集成电路制造技术突围及国产替代的现实情境
从“卡脖子”技术和安全两个维度的特征来看，我国集成电路尤其是制造环节被“卡脖子”，国产替代面临特定的技术和时代情境，正视这些情境是开展非对称竞争的逻辑起点。
1.技术环境更趋复杂：巨复杂系统的技术突破面临诸多不确定性
集成电路制造技术发展到今天，不断挑战微观世界物理极限的工作几乎成为“少数天才们的游戏”。芯片制造作为微观世界的精细加工工艺，在整个工艺流程中默会性诀窍知识不计其数，过程控制的复杂性导致后来者很难通过逆向工程解决技术难题。同时，成熟制程技术向先进制程技术的跃迁并不是基于技术累积的渐进式创新，而是包含众多技术节点的颠覆式创新过程，例如，8英寸转向12英寸生产线，并非简单的规模扩充和生产线改进，12英寸晶圆厂对代工企业厂房洁净室清洁度及设备设计精密度的要求很高，光刻的多个环节都包含技术轨道的断层跃迁，后来者很难打破先发者优势。
2.竞争环境骤变：全球自主产业链竞争升级和美西方战略遏制政策阻滞我国技术追赶
3.产业生态处于从属地位：底层技术突破面临先行者的生态壁垒和专利高墙
集成电路涵盖了从基础研究、应用研究到创新成果转化以及产业化的过程，除了我国在市场应用规模上具有优势之外，美国在创新链多数环节保持绝对的控制力，尤其是在决定未来产业竞争优势的基础研究领域，美国仍然在全球居于绝对领导地位，在此环节我国与美国差距巨大。过去25年美国在三大最重要行业学术会议上发布的论文数量在全球遥遥领先；美国依靠全产业链的技术统治力处于全球产业生态顶端，除了EDA软件和操作系统之外，美国还拥有除光刻机以外几乎所有主要设备的生产能力，这些领域正是我国被“卡脖子”的技术领域。我国在上述领域作为后发赶超者要实现技术突围和商业化成功，最大的困难不在于技术创新本身，而在于对全球生态壁垒的有效突破和新生态体系的形成。
4.产业支撑能力不足：我国自主产业链打造仍需补齐较多短板
受到美国“断供禁令”影响，2020年9月15日后台积电无法继续为华为代工生产芯片，中芯国际要为华为代工生产芯片，就必须依托非美国的设备和材料，而我国芯片产业核心设备和材料的国产化仍然面临较多困难。以关键设备光刻机为例，我国上海微电子装备（集团）股份有限公司（下文简称上海微电子）能够生产的最先进设备为90纳米光刻机，而阿斯麦已经能够提供5纳米、3纳米光刻机，技术差距非常大。我国芯片产业被“卡脖子”的另一个重要环节是硅晶圆与其他关键材料，目前在整个半导体领域的19种关键材料中，有14种日本的产能占了全球50%以上，日本在材料工业的传统优势为后进入者筑起了很高的技术壁垒，中国要实现材料技术的完全自主可控难度非常大。
5.协同创新治理体系待完善：国产替代缺乏有效的战略统筹
五、破解集成电路“卡脖子”困境的非对称竞争优势及技术突围方向
（一）我国集成电路突破“卡脖子”困境的非对称竞争优势
我国在集成电路产业也具有独特的优势。完善的产业体系和海量的应用场景，不仅为集成电路制造提供了基础的设备和材料支撑，也从需求端牵引制造的不断扩张和升级；尽管成熟人才相对较为欠缺，但人才基础和总量的优势为未来发展提供了良好的支撑；更重要的是，我国制度上的优势尤其是新型举国体制为集成电路的有序突破注入了内在动力。充分发挥非对称竞争优势寻求差异化发展路径，是我国集成电路产业技术突围的现实选择。参见图2。
图2中国集成电路产业的非对称竞争优势
1.相对完善的产业体系为全产业链破解“卡脖子”困境创造条件
2.丰富的市场应用场景牵引我国集成电路产业的持续投资和迭代升级
我国已连续十年位居半导体第一消费大国。世界半导体贸易统计组织（WSTS）最新数据显示，2021年我国半导体市场规模5559亿美元，占全球市场的34.6%，已连续10年位居半导体第一消费大国。我国在数字经济领域的发展在全球处于领先地位，大量丰富的应用场景，例如5G、AI、物联网、大数据、云计算等，不同场景、用途的芯片需求量快速增长，集成电路产业完全有机会实现基于本土市场的内生化产业技术迭代升级。[35]
3.坚实的人力资本基础为集成电路制造业可持续发展注入内在动力
人才是集成电路产业发展的根本。尽管行业当前普遍存在人才短缺的现实问题，行业人才缺口30万人以上，但作为集成电路产业发展的基本人才支撑——我国具有自然科学和工程学博士学位的学生数量却保持快速增长，从2000年的0.78万人增长到2018年的3.98万人，已接近美国的4.12万人。从集成电路领域人才的科学技术产出来看，1995—2020年我国学者在国际电子器件会议（IEDM）、国际固态电路会议（ISSCC）和VLSI技术和电路研讨会三大顶级学术会议上的发文量已达到457篇，年度发文量逐步提升，占比从0%提高到10.03%[36]，位居美国、欧盟、韩国之后[37]。此外，近年来在国家政策的大力支持下，一些顶尖院校和产业集聚区新建集成电路学院，未来将成为集成电路产业发展的重要人才支撑。
4.新型举国体制的制度优势是集成电路产业链国产替代的加速器
随着决策者和业界对集成电路国产替代认识的不断深化，以举国体制来推动集成电路的国产替代已成为业内共识，这为集成电路产业的发展注入了新动力。一方面，通过有为政府和有效市场的结合，有效地弥补了集成电路产业的市场失灵问题。[38]例如，在集成电路产业人才培养、基础共性研发投入、国际合作等方面，政府积极投入以提供公共物品供给，降低企业的外部交易成本；政府发挥采购功能，为集成电路企业提供良好的市场预期，保障企业的正常生产和有序迭代。另一方面，在打造原创技术策源地和产业链链长的大好机遇下，国有企业和国有资本可为集成电路产业提供强大的能力支撑。通过技术转让、建设共性研发平台、牵引产业链上下游有效协同、风险投资或者股权投资等多种方式，国有企业可以利用自身资本、技术、产业链影响力等方面的优势，支持集成电路产业的发展。
（二）基于非对称竞争的集成电路制造技术突围方向
在美国、欧盟、日本、韩国在产业链多数环节占据绝对优势和实施外部遏制的现实背景下，只有通过非对称竞争规避常规竞争的“围堵陷阱”，采取务实有效的“产品—技术路线”组合策略实现技术突围，才能避免因单一产品“被卡死”而造成系统性风险。基于非对称竞争思路，在常规的跟随战略受阻且短期内难以突破的情况下，可以采取其他三种技术突围路径。
1.以退为进，通过适用性特色工艺创新实现降级替代或相似功能产品替代
2.平行备份，通过竞争性技术路线开发实现同性能产品的硬替代
理论上，同样性能的产品完全可以通过不同技术路线实现功能替代，实际上，许多高技术产品都存在多种技术路线并存的情况，例如在航空航天领域，由于国家战略属性和各国技术高度保密，在多技术节点的平行技术路线一直存在。在芯片制造领域，FD-SOI一直作为FinFET的竞争性工艺路线而存在，早期FD-SOI由于衬底制备技术不成熟而被主流厂商所放弃，导致基于FinFET路线的产业生态快速崛起。后来随着FD-SOI衬底制备技术的成熟和衬底价格的下降，格罗方德、三星都开始提供代工服务，FD-SOI工艺得到发展。尽管在相似功能目标下，FD-SOI工艺要比FinFET工艺的制造成本和设计成本都低，但由于生态劣势导致其依然在产业体系中处于边缘地位。对于处于技术追赶阶段的一国创新主体而言，参与竞争性技术路线意味着有机会规避主流技术路线支配者的“制空封锁”。即使是在主流技术路线之下，一些关键节点仍然存在大量工艺创新和替代的机会，例如在铜互联工艺上可进一步开发铋、钴、钌或钼等材料与工艺的创新来提升晶体管连接效率，包括探索光互连等新的连接工艺。
3.换道布局，以颠覆式创新实现新模态产品对原有产品的硬替代
六、破解“卡脖子”困境实现国产替代的战略安排
（一）强化顶层设计，积极稳妥推进国产替代战略
（二）发挥新型举国体制优势，破解全产业链贯通的“不可能难题”
集成电路产业的高度全球化决定了现实中没有一个国家可以实现对全产业链的有效控制，但在当前“卡脖子”压力趋紧的背景下，发挥新型举国体制优势破解全产业链贯通的“不可能难题”，是深化技术突围、实现国产替代的现实选择。针对创新链产业链的卡点、断点组织优势力量进行“重点狙击”式资源投入。强化国家对共性技术平台的财政支持和战略引导，针对芯片设计底层架构、高端制程制造技术和关键设备，聚合龙头企业、主力研发机构等优势资源进行关键核心技术攻关；充分发挥战略科学家作用，深化设备和新材料领域的正向工程研究，强化系统性设备技术路线研究和可行性验证，以链式思维对新材料产业予以政策和金融支持，强化对前沿性制造技术线路的资本驱动，以此带动材料和设备的颠覆性创新；统筹推进操作系统、开源生态、指令级架构等整体软硬件系统、用户生态的协同推进，以国有单位采购牵引生态形成。
（三）强化基础研究和落实人才战略，夯实国产替代的技术根基
（四）加大逆周期投资，培育非对称竞争领导者
无论是从技术复杂度、规模经济要求还是资本投入规模来看，集成电路产业的主要玩家都是行业的龙头企业。因此，为从根本上保障我国集成电路的国产替代，需要培育行业龙头企业，使其真正成为行业的引领者和产业生态的维系者。以存储芯片为例，韩国和日本是存储芯片产能大国，日本铠侠通过与美国西部数据公司的紧密关联，锁定相当的市场份额，韩国的三星和SK海力士通过技术优势和现金流优势，惯于使用价格手段对竞争对手进行打压。我国存储芯片技术在某些领域已经达到国际领先，要在整体技术上继续赶超世界先进水平，需要持续加大对国内技术领先企业的资本支持，尤其是在低价格周期内，更需要加大对龙头企业的持续支持，以抵御韩国发起的低价格周期冲击。与此同时，要善用反垄断工具和行业规制手段，引导行业领导者发挥培育创新主体、拉动行业联盟、优化行业生态的积极作用，避免龙头企业通过技术垄断压缩中小企业生存空间，培育形成大中小企业协同创新、融通发展的良好产业生态。
（五）深化开放合作，打造开放型国产替代生态
（六）紧抓“划时代产品”需求窗口，以场景创新和应用示范牵引国产替代
深化“划时代产品”的研发和供给以形成对集成电路需求的有效牵引，加快汽车芯片、穿戴设备芯片、物联网传感器、抗辐射航空航天芯片开发，以充裕的应用场景来牵引芯片产业的后发赶超。一是以智能汽车这样的“划时代产品”为载体推动数字技术融合创新。打破行业壁垒，促进不同行业市场主体开放交流；搭建融通创新平台，推动创新应用示范；采用财政补贴、税收优惠等手段强化企业创新激励。二是强化政府及国有企业的领先用户身份，通过政府采购牵引创新突破和技术迭代。面向促进创新和保障数据安全双重目标，创新政府采购制度，针对关键核心技术清单和具有重大创新价值的企业和项目，以及包含关键技术的市场引入期产品，强化政府采购的支持作用。三是培育人工智能、虚拟现实等新兴技术的应用场景，以国产芯片应用示范工程为抓手，强化新场景新应用对集成电路国产替代的牵引。
注释
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