编者按：半导体芯片产业是对信息安全、国民经济极其重要的战略性产业。记者近日调研发现，与国内市场的庞大需求相比，国产半导体芯片体量仍然较小，我国大部分芯片需要从欧美国家进口，每年进口消耗2000多亿美元超石油，信息安全存巨大隐患。而且半导体产业面临核心技术缺失、自主创新无力、人才匮乏、融资瓶颈等问题。《经济参考报》今日推出关注信息安全上、下篇，以纾解国产信息产业发展之困，探究保卫国家信息安全之策。
俗称“芯片”的集成电路目前广泛应用于电脑、手机以及水利、电力等公共设施和军事设备上，已经成为经济发展和国家安全的命脉。然而，我国大部分芯片需要从欧美国家进口。业内人士担心，外国垄断芯片不仅直接阻碍我国工业发展，而且芯片制造厂商有可能通过在芯片面板程序植入木马来窃取机密数据以及公共信息，威胁国家安全，应该引起足够重视。
芯片成第一大进口商品 信息产业发展缓慢
全球半导体市场规模达3200亿美元，全球54%的芯片都出口到中国，但国产芯片的市场份额只占10%。全球77%的手机是中国制造，但其中不到3%的手机芯片是国产的。我国芯片产业长期被国外厂商控制，不仅每年进口需要消耗2000多亿美元外汇，超过了石油和大宗商品，是第一大进口商品。而且，受制于人的技术设备直接制约了我国信息产业的发展。
芯片被喻为国家的“工业粮食”，是所有整机设备的“心脏”，普遍应用于计算机、消费类电子、网络通信、汽车电子等几大领域，几乎起着“生死攸关”的作用。但我国芯片产业长期被国外厂商控制，不仅每年进口需要消耗2000多亿美元外汇，超过了石油和大宗商品，是第一大进口商品。而且，受制于人的技术设备直接制约了我国信息产业的发展。
研究数据表明，芯片产业一美元的产值，可以带动信息产业10美元的产值和100美元国内生产总值(GDP)。世界各国纷纷将芯片作为国家重点战略产业来抓，美国、欧洲、日本等发达国家通过大量的研发投入确保技术领先，韩国、新加坡和我国台湾地区通过积极的产业政策推动集成电路产业取得飞速发展。
目前，世界许多国家都在争夺中国芯片市场，或将使中国芯片面临“灭顶之灾”。武汉新芯集成电路制造有限公司副总经理李平说，全球半导体市场规模达3200亿美元，全球54%的芯片都出口到中国，但国产芯片的市场份额只占10%。全球77%的手机是中国制造，但其中不到3%的手机芯片是国产的。
“一个长期无‘芯’的国家，只能被动地选择全球产业链的下层位置。”李平说，国内企业制造的芯片普遍是“傻大黑粗”，而且成本也无法降下来。正是由于芯片生产、设计能力的缺失，导致遍布国内的芯片设备普遍长着一颗“外国芯”。未来中国公司如果不建立自己的产业核心技术体系，失去的不仅仅是经济利益，产业安全也将没有保障。
我国芯片产业一直发展缓慢，尤其在CPU方面几乎一片空白，这意味着我国电子产品，包括计算机、家电、手机等在内的制造处于国外的控制之下，很难再打破业已形成的垄断，国内工业一旦用上“外国芯”将会形成长期依赖，在计算机、互联网以及物联网等方面继续落后。
基础设施可被植入病毒 公众信息安全备受威胁
在关系国计民生的公共基础设施领域，我国广泛使用外国芯片。专家指出，国外芯片制造厂商有可能通过在芯片面板某一程序上植入木马来窃取商业数据或机密，也可以通过病毒、恶意软件来操控控制系统，引发安全事故。
在石油天然气、交通运输、电力、污水处理、制药、化工、矿业等关系国计民生的公共基础设施领域，芯片也无处不在。但在这方面，我国使用的芯片也大多被国外芯片垄断，再加上国内缺少相关技术对设备进行监控、管理，容易引发诸多安全隐患。
“关键控制数据有可能被篡改或丧失，造成环境灾难，人员伤亡，甚至危及公众生活及国家安全。”武汉光电国家实验室教授缪向水说，国外芯片制造厂商有可能通过在芯片面板某一程序上植入木马来窃取商业数据或机密，也可以通过病毒、恶意软件来操控工厂控制系统，导致工厂停工，发生安全事故等。
最让公众印象深刻的是，全国大部分软件使用微软系统，随时可能遭受微软的系统漏洞危害或控制。半导体教父倪光南院士表示，无论是硬件还是软件，我们用国外的核心技术架构起来的信息化平台，相当于沙漠上建房子，人家一撤走，我们一点办法也没有，中国的很多系统都要垮掉，都要重来。“在整个互联网的虚拟世界上，看起来大家都是平等的，但掌握核心系统的公司，能够掌握用户所有数据；当他需要的时候，随时可以调用你的数据。”
今年1月21日，我国通用顶级根域名服务器解析出现异常，影响到国内三分之二网站运行。针对近年来出现的一系列网络和信息安全事件，国防科技大学原政委徐一天指出，目前我国信息网络系统中使用的大部分是国外产品。“在核心器件、高端芯片、基础软件上受制于人，是严重的安全隐患。”
另一方面，政务、金融等金融以及民政、公安等领域也都广泛使用芯片，也留下巨大安全隐患。IC卡目前已经在国民经济的各个方面有广泛的应用，如社保卡、居民健康卡、公交一卡通等。李平指出，国家信息安全基础设施的建设不能建立在进口芯片产品上，自主研发安全芯片才能给我国信息安全提供可靠保障。
进口芯片或留有“后门” 国防安全不容忽视
我国的芯片进口往往“不设防”，不设置任何门槛，甚至允许国外公司直销，给国防安全留下重大隐患。外国可以对销往全球的信息产品进行监控，甚至在大规模芯片等关键部件内安装“插件”留“后门”，通过特殊手段启动，发回芯片所处理的各种数据，以控制芯片执行特定任务。
由于芯片与国家利益联系紧密，许多国家很早就有意识地采取措施来垄断芯片产业，对出口进行严格控制，阻止外国国防事业发展。武汉高德红外股份有限公司董事长黄立告诉记者，对于中国从外国进口芯片，需要层层审批，有数额限制和附加额外条款，比如不准芯片用于制造军品，只能制造民品等。一些国家甚至更苛刻，只卖设备整机，不卖芯片。
相比之下，我国的芯片进口则是“不设防”，不设置任何门槛，甚至允许国外公司直销，直接掌握每台机器的信息，给国防安全留下重大隐患。国家集成电路人才培养基地(武汉)主任邹雪城介绍说，美国主要通过NSA(国家安全局)对信息产业实行严格的控制，其任务就是对销往全球的信息产品进行监控，甚至在大规模芯片等关键部件内安装“插件”，通过特殊手段启动，发回芯片所处理的各种数据，以控制芯片执行特定任务。
2003年，美国俄亥俄州核电厂控制网络的一台计算机芯片被“SQL Server蠕虫”感染，其安全监控系统停机近5个小时；2008年，在美国国家安全局一台发电机控制系统芯片受到攻击后被物理损坏。2010年7月，德国专家发现世界上首个专门针对工业控制系统芯片的破坏性病毒，伊朗、印度尼西亚、印度和美国等国均遭到攻击。
类似的国防安全威胁在我国也同样存在。中科院“百人计划”、中科院半导体研究所研究员吴南健说，从军用角度来说，最担心的就是国防安全问题。如果芯片被植入“后门”，任何国家一旦与供货商美国打起来，美国可以通过芯片系统破坏该国国防安全。
“这绝不是危言耸听。”邹雪城说，随着云计算、物联网等新技术的出现，国家信息安全问题也越来越突出。特别是主流智能手机的解决方案是高通、博通等芯片厂商提供，留下很大的安全隐患。“最让人担心的是，在今天的技术条件下，将一块芯片中可能安放的所有‘后门’都排除掉几乎是不可能的。”
“我国信息网络产品，尤其是桌面操作系统，与国外产品相比市场竞争力不足。国家应从政策层面加大国产操作系统的开发、推广力度。”徐一天建议，对要害部门、关键性行业，应明确立法要求全系统使用国产软硬件。同时，抓住智能终端和移动通信发展带来的机遇，掌握移动互联网时代领先的操作系统和芯片核心技术，实现从追随到领先的整体突破。
记者日前调研了解到，近年来全球半导体芯片产业格局正经历深刻变化，呈现出分工合作、资金密集、结盟研发等新的趋势，且国际巨头垄断格局明显加剧并有“固化”态势。
半导体芯片产业呈现三大趋势
记者调研了解到，从全球来看，半导体芯片及相关领域持续的技术进步推动了现代信息通信产业的持续高速发展，其本身也发展成为一个包含了设计、加工制造、封装检测等各主要环节、年销售额3000亿美元的庞大产业群，当前呈现出分工合作、资金密集、结盟研发等三大发展趋势。
首先，集成电路产业专业化分工趋势十分明显。专家指出，目前集成电路产业最重要的模式变化，就是从一体化发展的主导模式演变为目前的专业化分工协作的模式。推动此模式形成的，是技术进步与竞争格局的变化。
与以往Intel、三星等企业集设计、制造、封装等上下游于一身的发展模式不同，如今集成电路产业专业化分工越来越细，也出现了许多分别专门从事集成电路设计、封装、测试的企业。
其次，资金密集、投资经费高成为代工制造环节的重要条件。受摩尔定律支配，芯片复杂程度和工艺水平不断提高。当前全球芯片制造量产工艺技术已达到20纳米，随着技术水平和加工工艺复杂程度的提高，芯片加工企业的投资成本迅速增加。
中国半导体行业协会副理事长魏少军说，如今投资建设一座能为维持盈亏平衡的先进芯片制造厂，至少需要120亿美元。在这种情况下，以往由一家企业从设计到制造的集成模式，渐渐转为剥离芯片加工制造资产，转型为设计企业，将集成电路生产制造的工作委托给专门的集成电路代工企业。
这也对全球集成电路代工产能的需求急剧提升，给台积电、Globalfoundries、中芯国际(SMIC)等专门从事集成电路代工业务的企业提供了发展机遇，而三星公司、英特尔等拥有自己的芯片设计能力和芯片制造能力的企业也计划承接代工任务。
第三，由于研发费用高企，一些西方国家的研究机构之间组成了小型联盟。中科院半导体研究所研究员吴南健指出，国际上最先进的技术肯定不会让给我国，比如国际上形成了比利时研究机构IMEC和IBM为阵营代表的研发团体，为开发新设备抱团取暖，并对我国形成狙击。
国际巨头垄断进一步集中
半导体芯片产业是现代高科技重要的基础性产业，全球几大主导国家和地区近年来不断在这一领域斥巨资、花血本，国际巨头对行业的垄断有加剧之势。记者调研了解到，我国作为“追赶者”，目前在这一产业领域面临的挑战日趋严峻。
行业统计数据显示，1995年，全球25家较大的半导体芯片企业当年投资额占全球半导体芯片生产总投资的64%；到2011年，已提升至89%。韩国三星、美国英特尔和台湾台积电等前7家最大的半导体芯片企业投资额在每年全球总投资的占比，从1995年的24%快速上升到2012年的84%。
一些领域的集中度还进一步向前三强甚至前二强“固化”。比如，经过30多年竞争，半导体芯片设备公司已从原先的30多家集中到目前的三家：美国应用材料、美国泛林和日本东京电子，三家企业年销售额均在50亿美元以上。
Isuppli半导体首席分析师顾文军还指出，比垄断趋势更值得警惕的是结盟，比如设备企业和制造企业相互投资，实现专利共享、技术共性，例如台积电、三星都投资了荷兰的设备企业ASML，设计企业高通也投资一家芯片代工厂，这种“寡头结盟”一旦形成，联盟外的后来者进入就会更难。
中微半导体设备有限公司CEO尹志尧等业内人士分析，少数企业对半导体设备领域的“垄断固化”趋势，极大地提高了行业的进入门槛。比如，目前其他公司的设备产品要有30%以上的低价，才能被客户接受；设备涉及成千上万的专利，垄断公司善用知识产权作武器，阻止新公司进入市场等。
