突破半导体技术瓶颈要过几道坎？
经过半个多世纪的发展，半导体已经长成为一个巨人，1美元半导体产品可以撬动100美元GDP。
上个月，美国两党参议院先后提出《为半导体生产建立有效激励措施》《美国晶圆代工业法案》，呼吁投入370亿美元以维护本土半导体战略竞争优势。
资本和研发投入对保持半导体行业的竞争力至关重要。而中国要想爬上这个巨人的肩膀，眼前要迈过的坎不只是钱和研发这么简单。
中科院半导体研究所研究员、半导体超晶格国家重点实验室副主任骆军委和中科院院士李树深曾花了10个月的时间进行调研，摸清了中国半导体科技发展的真实现状，以详实的数据和资料阐述了当下国内半导体科技面临的八大困境。
困境1：历史积累厚、技术更新快
2015年，作为全球手机芯片霸主的高通宣布进军服务器芯片市场，并正式对外展示了其首款服务器芯片，不到3年就遭遇重重挫折而退出；从2010年到2019年，英特尔在移动芯片努力了十年，但始终未能撼动高通的地位，最终先后放弃了移动处理器和手机基带芯片两大业务，告别了移动市场。
这两个例子告诉我们，即使是财大气粗的高通和英特尔，想要在半导体领域拓展新的市场，都是九死一生。半导体并不是有钱就能干的。
半导体产品的特点是性能为王、市场占有率为王。它一方面需要长期的历史积累，另一方面还要应对技术的快速更迭。
常有人把半导体研究与两弹一星作比较，认为中国人能做出两弹一星这样的尖端科技，半导体也理应如此。但人们忽视了，两弹一星技术一旦掌握，自我更新速度较慢。半导体是按照摩尔定律高速发展的，单位芯片晶体管数量每18个月增长一倍。
在半导体领域，落后一年都不行。一步慢，步步慢！
困境2：研发成本大、进入门槛极高
国际半导体大公司的平均研发投入长期保持在营业额的20%。2016年，研发支出大于10亿美元的全球半导体公司有13家，前十名的投入总计353.95亿美元，其中英特尔高达127亿美元，2019年增长为314亿美元。
困境3： 产业链条长，拥有最尖端的制造水平
在过去半个世纪里，以8个诺贝尔物理学奖12项发明为代表的研究成果奠定了半导体科技。要支撑半导体技术顶层应用，从材料、结构、器件到电路、架构、算法、软件，缺一不可。
从沙子到芯片，总共有6000多道工序，前5000道工序是从沙子到硅晶片。目前，中国12英寸硅晶片基本依赖进口，无法自主生产。
有了硅晶片之后，集成电路产线中的芯片制造又有300多道工序，其中100道与光刻机相关。光刻工艺是半导体制程中的核心工艺，也是尖端制造水平的代表。一套最先进的阿斯麦nxe3350B EUV光刻机售价为1.2亿美元，并且是非卖品。
另外，半导体芯片制造涉及19种必须的材料，大多数材料具有极高的技术壁垒。日本在半导体材料领域长期保持着绝对的优势，硅晶圆、化合物半导体晶圆、光罩、光刻胶、靶材料等14种重要材料占了全球50%以上的份额。像光刻胶这样的材料，有效期仅为三个月，中国企业想囤货都不行。
中国的化学很强，化工却很弱。目前，国内芯片制造领域所有的化学材料、化工产品几乎全部依赖进口。
困境4：受到世界主要发达国家的技术限制
1美元半导体产品可以撬动100美元GDP，任何国家都想牢牢抓住这一产业。根据美国半导体工业协会的预测，增加1美元半导体科研经费，可以使GDP提高16.5美元，这样的投入很“划算”。
1986年，日本超越美国成为世界第一大半导体生产国，美国为了打压日本，一方面出台各种政策鼓励其国内企业研发制造，另一方面在1986年签订了《美日半导体协议》，限制日本半导体对美国的出口，同时要求日本必须进口20%的半导体产品，从而在1992年重新夺回世界第一大半导体生产国的地位。
如今，美国面对竞争者同样是步步紧逼。
2017年，白宫出台《确保美国在半导体行业长期领先地位》的报告，包括美国总统科技和政策办公室主任以及各大半导体企业、投资机构、咨询公司CEO和科研机构顶级专家组成的工作组，提出了一系列建议和措施。
其中就包括：建立新的机制，让企业的专家参与半导体政策和挑战；成倍增加政府投入半导体相关领域的研究经费；实施企业税收政策改革；实施包括通用量子计算机、全球天气预测网、实时生化恐怖袭击探测网等一些列“登月”挑战计划来促使半导体技术的创新。
尤其值得注意的是，报告还提到，要动用国家安全工具应对中国的企业政策；加强全球出口控制和内部投资安全（防止中国产生独有技术）。
困境5：人才短缺严重、学科发展不平衡