以色列半導體產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略及對中國的啟示 *

徐銘鈺 楊湘浩 ， 劉 云

（1.上海工程技術大學管理學院，上海 201620；2.中國科學院大學公共政策與管理學院，北京 100049）

習近平總書記在中國共產黨第二十次全國代表大會上的報告中提出，要以國家戰(zhàn)略需求為導向，集聚力量進行原創(chuàng)性、引領性科技攻關，堅決打贏關鍵核心技術攻堅戰(zhàn)。關鍵核心技術是國之重器，對推動中國經(jīng)濟高質量發(fā)展、保障國家安全都具有十分重要的意義。中國半導體起步較晚，雖然與國外的差距在逐年縮小，但在芯片設計、制造、封裝等方面仍存在一定差距。特別是高端芯片的制造，在3 納米光刻機和電子設計自動化（Electronic Design Automation，EDA）工具方面面臨著嚴峻的卡脖子問題［1］。

作為半導體強國，以色列在半導體芯片設計研發(fā)領域一直處于世界領先地位，在規(guī)模和技術上有獨特的優(yōu)勢，擁有豐富的行業(yè)經(jīng)驗，以及眾多高素質人才和充滿活力的創(chuàng)新企業(yè)。眾多著名國際半導體跨國公司都將以色列作為第二個研發(fā)中心，許多世界最先進的半導體芯片技術都是在以色列開發(fā)的，包括英特爾的手機芯片、Sandisk 閃存技術和德州儀器的藍牙芯片，以及世界上第一根納米線。

中國如何突破半導體產業(yè)發(fā)展瓶頸，從半導體需求大國轉為技術強國，可以借鑒以色列的創(chuàng)新模式和成功經(jīng)驗。因此，本文系統(tǒng)梳理以色列半導體產業(yè)的發(fā)展歷程和解構其創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，并總結其特點與經(jīng)驗，對中國突破半導體產業(yè)“卡脖子”技術具有一定的啟示作用。

1 以色列半導體產業(yè)發(fā)展歷程

半導體產業(yè)是以色列出口占比最高的產業(yè)，2021 年出口占國內出口總額約25%，出口收入占比接近50%。如果延續(xù)其創(chuàng)新發(fā)展范式，以色列半導體產業(yè)的出口收入預計在2025 年將達到120億美元。至2022 年，以色列已有超過600 家半導體公司，其中大多數(shù)為創(chuàng)業(yè)公司和研發(fā)實驗室，以及50 多家涉及制造和封裝的大型公司。2019 年，以色列半導體產業(yè)的投資額達到了66 億美元，達到歷史最高紀錄。

以色列半導體產業(yè)已有50 多年發(fā)展歷史，從半導體代工廠到全球領先的半導體技術強國，以色列擁有全球最完整的半導體產業(yè)生態(tài)鏈，主要參與設計研發(fā)環(huán)節(jié)。其半導體產業(yè)的優(yōu)勢在于尖端的設計和研發(fā)能力，以及能夠應用多項技術的芯片集成能力。綜觀以色列半導體產業(yè)發(fā)展，可以大致分成三個階段（圖1）。

圖1 以色列半導體產業(yè)發(fā)展歷程示意圖Fig.1 Schematic Diagram of the Development of Israel’s Semiconductor Industry

1）初步發(fā)展階段（20 世紀60—70 年代）。以色列半導體產業(yè)的發(fā)展可以追溯到20 世紀60 年代。當時，以色列面臨石油禁運，必須減少對進口石油的依賴。政府認為，通過發(fā)展半導體產業(yè)，可以降低能源消耗，提高各行業(yè)的效率，從而應對這一挑戰(zhàn)。1959 年，以色列政府推出《鼓勵資本投資法》，針對各行各業(yè)的投資計劃和企業(yè)，提供了一系列稅收優(yōu)惠和其他經(jīng)濟激勵措施，鼓勵資本投資、企業(yè)發(fā)展和技術創(chuàng)新。1974 年，英特爾在以色列建立了第一家半導體研發(fā)中心，以色列政府隨即投入資金，在哈茨奴機場附近建立了以半導體產業(yè)為主的Matam 科技園區(qū)。這樣的大力支持吸引了德州儀器、高通、英偉達等國際一流的半導體企業(yè)在以色列布局研發(fā)中心。從那時起，以色列產生了源源不斷的半導體創(chuàng)新技術。

2）市場化階段（20 世紀80—90 年）。20 世紀80 年代初期，以色列政府開始停止對半導體產業(yè)的高額補貼，并逐漸推動市場化。以色列政府發(fā)布了多項政策，比如《鼓勵產業(yè)研究與發(fā)展法》和《投資促進法》等，為高技術產業(yè)提供稅收優(yōu)惠以及促進產業(yè)投資。1985 年，以色列成立了第一家風險投資基金Athena，標志著以色列風險投資業(yè)的啟動，政府開始慢慢退居幕后，由私人資本繼續(xù)推動風險投資的發(fā)展。到1993 年，以色列推出Yozma 風險投資計劃，利用公共資金吸引私人投資，將以色列轉變?yōu)槿蜓邪l(fā)中心。

3）全球化發(fā)展階段（21 世紀初至今）。21 世紀初，以色列半導體產業(yè)迅速崛起，在全球芯片市場占據(jù)了重要地位，其銷售份額約占全球半導體市場的3%；2020 年，以色列半導體出口總額達到了78 億美元，占其高科技產品出口總額的15%左右［2］。OurCrowd 的研究報告顯示，2010—2020 年，以色列超過70%達到特定收入里程碑的半導體相關公司通過IPO 或收購成功退出。在收入達到數(shù)百萬美元的公司中，平均退出倍數(shù)約為預期收入的3～5 倍。2017—2022 年，很多家耳熟能詳?shù)拇蠊颈恢鹨皇召?，比如Tower、Habana 等知名半導體公司。以色列企業(yè)家將其大量退出所得，又投資在了高科技行業(yè)，繼續(xù)研發(fā)新技術，形成了“并購反哺”的良性循環(huán)。因此，以色列仍有很多優(yōu)質的半導體投資機會。

2 以色列半導體產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略特點

以色列半導體產業(yè)鏈的構成主要為無晶圓芯片設計公司、跨國公司研發(fā)中心、半導體設備企業(yè)和少數(shù)晶圓工廠。其重要著眼點在于芯片的研發(fā)設計，通過芯片研發(fā)設計創(chuàng)造優(yōu)勢，吸引了大量國際半導體企業(yè)入駐，打開了全球半導體市場，向半導體產業(yè)鏈下游發(fā)展，逐步完善半導體產業(yè)鏈布局。

以色列在半導體產業(yè)發(fā)展取得的巨大成功，主要得益于其完善的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)（圖2）和成熟、獨特的技術攻關模式。以色列半導體產業(yè)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)是在市場需求主導下，由政府、企業(yè)、高校、研發(fā)機構共同組建［3］。政府通過財政補助和風險投資的組合模式推動產學研深度融合、引導產業(yè)發(fā)展。在充滿活力的創(chuàng)新文化環(huán)境下，高校、研究機構和企業(yè)各主體協(xié)同合作，共享資源，不斷產出顛覆性的半導體技術［4］。在摩爾定律放緩甚至失效，微芯片技術停滯不前的情況下，以色列政府短時間內在這一領域建立了三個不同的創(chuàng)新聯(lián)盟以攻破微芯片技術問題。其中，Hiper 聯(lián)盟在成立三年后，就成功突破微芯片技術難題，研發(fā)出了第一個芯片。

圖2 以色列半導體產業(yè)創(chuàng)新生態(tài)示意圖Fig.2 Schematic Diagram of the Innovation Ecosystem of Israel’s Semiconductor Industry

以色列半導體創(chuàng)新聯(lián)盟能夠快速取得技術突破的關鍵在于以下三個方面。首先，以大學實驗室為核心，企業(yè)圍繞實驗室工作。微芯片設計越來越復雜，需要大量的知識和人力，大學實驗室能夠將不同的學術團隊和工程師團隊聯(lián)系起來，共享基礎設施和技術，通過不斷變化的學生和專家團隊帶來新的想法，經(jīng)驗豐富的工程師能夠彌補想法和實際實施的差距，成功地在工業(yè)界和學術界之間建立合作［5］。其次，政府的持續(xù)關注和支持。以色列創(chuàng)新局不僅提供資金支持，還針對聯(lián)盟提供免費的高素質工人培訓計劃，幫助芯片攻關培養(yǎng)高素質人才。最后，以色列政府在攻破關鍵技術問題時，并沒有一直執(zhí)著于技術問題本身，而是同時組建不同技術的攻關團隊，從多種路徑解決關鍵問題，比如開發(fā)可以讓現(xiàn)有制造技術更快、更方便的工具，使企業(yè)在現(xiàn)有芯片技術上減少研發(fā)成本和開發(fā)時間，幫助企業(yè)節(jié)省資金。

1）充分遵循市場規(guī)律，分階段進行穩(wěn)定的政策支持與引導?？v觀以色列半導體產業(yè)的發(fā)展史，促成以色列半導體產業(yè)成功的關鍵因素之一是政府支持?？梢哉f，政府的穩(wěn)定支持和提前布局是以色列半導體創(chuàng)新系統(tǒng)中不可缺少的一環(huán)。半導體產業(yè)技術復雜、更新迭代快，涉及數(shù)十種技術和學科知識的綜合應用。以色列半導體產業(yè)發(fā)展由科技部進行統(tǒng)一戰(zhàn)略部署，創(chuàng)新局、財政部和經(jīng)濟部協(xié)調配合，出臺了一系列的配套政策和措施，為半導體的發(fā)展提供了創(chuàng)新發(fā)展的環(huán)境。

從20 世紀60 年代開始，以色列政府就開始布局半導體產業(yè)。1964 年摩托羅拉公司在以色列Arad 建立第一家半導體工廠之后，以色列政府開始為半導體產業(yè)提供一系列政策支持并進行產業(yè)布局。在政府的支持和補貼下，1969 年，以色列電子研究所和特拉維夫大學共同成立了國家半導體實驗室，專注于半導體材料和元器件的研發(fā)。70 年代，政府成立了以色列電力公司，為半導體產業(yè)發(fā)展提供穩(wěn)定的電力供應。1984 年，以色列通過《鼓勵產業(yè)研究與發(fā)展法》。在這項法律的保障下，首席科學家辦公室（Office of the Chief Scientist，OCS）開展了一系列資助、孵化項目（表1），如“種子計劃”“孵化器計劃”。此后，以色列經(jīng)濟騰飛，半導體研發(fā)的初創(chuàng)企業(yè)迅猛發(fā)展。1984 年，以色列政府還修訂了《工業(yè)研發(fā)鼓勵法》，規(guī)定政府可以以企業(yè)日后專利權使用費為交換來資助技術性研發(fā)或分擔技術開發(fā)的風險，并資助外國投資者參與工業(yè)研發(fā)，這也推動了企業(yè)在半導體研發(fā)領域的投資和國際資本的參與。1999 年，英特爾在以色列投資16 億美元項目，政府額外補貼了其投資額38%的資金（6.08 億美元），這大大激發(fā)了其他跨國公司赴以投資的決心。此外，以色列工貿部設有總額4 億美元的國家產業(yè)開發(fā)基金，聚焦技術研發(fā)，并每年保持穩(wěn)定運行。

表1 以色列政府資助計劃Tab.1 Israeli Government Funding Programs

2）風險投資，稅收激勵，多管齊下為半導體產業(yè)保駕護航。以色列在半導體領域鮮有本土的半導體巨頭，但在2020 年，以色列半導體初創(chuàng)公司的數(shù)量在全球排名第二，僅次于美國。以色列企業(yè)的運營模式通常是：初創(chuàng)企業(yè)在某一技術領域取得突破后，被半導體巨頭收購，企業(yè)獲得資金，然后進入下一輪創(chuàng)業(yè)。這種模式使得以色列初創(chuàng)半導體公司更加注重技術的開發(fā)和突破，而不是商業(yè)和運營方面。技術優(yōu)勢成為以色列初創(chuàng)企業(yè)的一大賣點，完善的風險投資機制也為半導體初創(chuàng)企業(yè)的運營模式提供支持。

1993 年推出的Yozma 風險投資計劃，利用公共資金吸引私人投資，以此將以色列打造成全球研發(fā)中心。此后，以色列的風投事業(yè)一直蓬勃發(fā)展。到2021 年，當?shù)氐某鮿?chuàng)企業(yè)共籌集了256 億美元，同比增長近150%。僅2021 年第四季度的206 筆交易中，投資金額就達到了80 億美元。同時，以色列的投資退出機制非常靈活，政府致力于建立完善透明的投資法規(guī)，以充分利用資本市場實現(xiàn)風險資本的退出。投資者可以通過被大企業(yè)收購和并購的方式出售風險企業(yè)，也可以方便地選擇在國內外上市，這使投資者可以多元化回收投資。2022 年全球半導體研發(fā)支出占GDP 比重領先的國家（圖3）中，以色列在半導體領域的研發(fā)支出占GDP 的4.8%，比美國、日本等國家都要高。在稅收方面，以色列通過專門的“天使法”（Angles Law）為年輕公司的私人投資者提供稅收優(yōu)惠，特別是那些擁有研發(fā)能力的公司［6］。從稅率上來看，以色列的企業(yè)稅率從1985 年的61%，到2022 年已降至23%。另外，為了鼓勵外來投資者，以色列政府已授權國際投資者享受10%的企業(yè)所得稅稅率，并有資格通過合格的研發(fā)計劃獲得20%～50%的研發(fā)支出補貼。此外，政府的Yozma 計劃還允許成功的投資者按原價回購政府的投資份額，分擔投資者的投資風險，并提升投資收益。這些靈活的投資機制使以色列成為吸引國內外風險投資的熱門地區(qū)。

圖3 2022 年全球半導體研發(fā)支出占GDP 比重領先的國家Fig.3 Global Leaders in Semiconductor R&D Spending as a Percentage of GDP in 2022

3）大學-工業(yè)緊密合作，基礎研究與工程應用相結合。半導體領域是基礎研究和工程應用交叉型領域，市場需求是半導體關鍵核心技術發(fā)展的重要導向。在技術研發(fā)方面，以色列政府通過聯(lián)合項目，建立研究中心，并提供資金支持，促進大學和工業(yè)緊密合作，提高了基礎研究的轉化［7］。在理論研究方面，學術界在創(chuàng)造創(chuàng)新知識和突破性想法，以及將概念發(fā)展到可用于建立初創(chuàng)公司的程度等方面發(fā)揮著關鍵作用。根據(jù)以色列中央統(tǒng)計局統(tǒng)計，近年來研究機構與以色列公司簽署的許可協(xié)議數(shù)量，以及這些機構的專利數(shù)量大幅增加，2021 年比2020 年的專利數(shù)量增加了25%，許可協(xié)議增加了5 倍以上，這表明學術機構對將技術從研究實驗室轉移到工業(yè)和經(jīng)濟的重要性的認識有所提高。以色列創(chuàng)新局為促進知識商業(yè)化和轉移，陸續(xù)推行了各種計劃，如：磁鐵聯(lián)盟計劃、學術知識轉移計劃、知識商業(yè)化計劃等（表2）。以色列完善的知識商業(yè)化與轉移機制，在其半導體產業(yè)鏈發(fā)展中發(fā)揮至關重要的作用，將基礎研究與商業(yè)化相結合，加速了技術的商業(yè)化進程，創(chuàng)造了商業(yè)價值，并吸引了投資和資源。這種模式推動了以色列在半導體領域的創(chuàng)新和發(fā)展，促進了企業(yè)的成長和競爭力。

表2 產學研合作計劃Tab.2 Industry-university-research Cooperation Program

4）高等教育為創(chuàng)新之本，人才引進政策激勵半導體創(chuàng)新。以色列高等教育富有鮮明的創(chuàng)新特色，其教育理念中內在的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新人才培養(yǎng)的獨特教育策略、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育的有機融合，都凸顯了以色列高等教育的優(yōu)勢和成功的原因。首先，以色列十分重視教育。5～15 歲的孩子如果被認為有天賦，就會被納入“天才培養(yǎng)制度”進行青少年英才教育。其次，以色列創(chuàng)造性地將軍事教育納入國民教育體系，通過“塔樓計劃”，將優(yōu)秀的高中生選入軍隊接受精英培訓和接觸前沿技術，使學生在進入高校之前具備集體思考、獨立思考、自立自強的品質和能力。最后，以色列開發(fā)專門的創(chuàng)新教育課程，搭建創(chuàng)新人才培養(yǎng)平臺，將創(chuàng)業(yè)教育融入創(chuàng)新培養(yǎng)體系。

除了長期推廣人才培育計劃，以色列政府也在不斷加強對技術人才的培養(yǎng)。例如，2022 年，以色列創(chuàng)新局推出了HaSadna 計劃，將半導體設計與開發(fā)、人工智能等相關企業(yè)聯(lián)合起來，為工程師提供專業(yè)培訓，并創(chuàng)建適合中小型企業(yè)的新型協(xié)作培訓模式，圍繞半導體技術知識領域創(chuàng)建網(wǎng)絡和社區(qū)，為半導體產業(yè)創(chuàng)造領先人才儲備［8］。

此外，以色列不僅注重本國人才培育，還積極吸引國外高端人才。2018—2022 年，以色列每年接收大約3 萬名的移民，這些移民很多都是受過高等教育的工程師和科學家，為以色列的科技產業(yè)做出了相當大的貢獻［9］。以色列為海外人才提供了便利的簽證政策，如B-1 簽證計劃允許外國專家在以色列從事較長時間的研發(fā)項目，Shapira計劃則為移民的科學家提供研究津貼，政府在2022 年啟動的高科技人力資本基金計劃提供高達核定預算70%的贈款，以吸引外國專家，將熟練的勞動力從國外引入，迅速提升半導體等領域的技術人才儲備［10］。

3 對中國的啟示和建議

以色列能在全球半導體市場中占有重要地位，離不開以色列政府的大力支持。更重要的是，以色列政府給出的優(yōu)惠政策不是大水漫灌，而是立足實際，針對性地提出符合本國產業(yè)發(fā)展特點的法規(guī)和方案，使得以色列半導體產業(yè)走上了長遠發(fā)展的道路。作為全球半導體產業(yè)的新研發(fā)中心，以色列半導體產業(yè)的發(fā)展路徑，對中國解決半導體產業(yè)關鍵“卡脖子”問題具有很強的啟示作用。

1）發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢，統(tǒng)一部署半導體產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。半導體是需要技術和創(chuàng)新推動的產業(yè)，技術攻關需要長期穩(wěn)定的政策支持。面對半導體被“卡脖子”的嚴峻形勢，政府應該發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢，由中央部門統(tǒng)一部署，重點支持有發(fā)展基礎的區(qū)域和企業(yè)發(fā)展半導體產業(yè)，聚焦產業(yè)細分領域，先建立起中國半導體核心競爭優(yōu)勢，再逐步建立完整的半導體產業(yè)鏈生態(tài)。另外，中央統(tǒng)一部署能夠避免地方政府重復布局，相互競爭。同時也要聯(lián)合財政部、教育部等相關部門，布局半導體人才、資金、基礎研究等領域，完善半導體產業(yè)支撐體系，創(chuàng)造半導體產業(yè)創(chuàng)新生態(tài)環(huán)境。

2）建立健全風險投資制度，設置靈活的投資退出機制。關鍵技術突破需要大量且持續(xù)的資金投入，中國半導體企業(yè)相比其他國家企業(yè)研發(fā)投入嚴重不足，研發(fā)成本嚴重限制了技術創(chuàng)新。政府除了要加大對半導體的資金投入之外，還要積極推動市場資金的投入。建立健全風險投資制度，重點完善資本退出機制。政府部門可以通過堅持開放合作、擴大引資范圍來吸引海外資本；減少對風險投資企業(yè)上市的限制，健全產權交易制度；為風險投資企業(yè)提供風險擔保等多種措施，為風險基金提供多渠道的靈活退出機制，保障風險投資者獲益，促進風險投資機構的參與。

3）加強創(chuàng)新聯(lián)盟建設，搭建半導體技術供需對接平臺。在攻克半導體關鍵核心技術時，可以借鑒以色列攻關模式，由政府牽頭，快速集結相關領域的企業(yè)和學術機構，對同一技術難題創(chuàng)建不同的創(chuàng)新聯(lián)盟，從多個路線進行技術突破［11］。半導體產業(yè)技術創(chuàng)新應該以國家戰(zhàn)略需求為導向，將能貢獻不同知識和技能的半導體公司聚集起來，聯(lián)合大學實驗室，共享基礎設備和技術，對接市場需求，形成“需求—研究—成果—轉化和應用”一體化創(chuàng)新機制，快速實現(xiàn)技術的商品化、產業(yè)化。

4）優(yōu)化人才培養(yǎng)體系，著重培養(yǎng)創(chuàng)新思維、實踐能力和跨學科能力。中國半導體技術突圍受制于人才基礎薄弱［12］。為此，教育部門應與地方教育部合作，優(yōu)化人才培養(yǎng)體系，注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和批判精神，推動研究性學習和過程性評估，減少標準化考試。高校應將創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)結合，促進產教融合，引入商界導師，提供實際問題導向的創(chuàng)業(yè)實踐活動。此外，高校可以開展基于項目的跨學科學習，以半導體問題為導向，讓學生參與跨學科團隊的學習和活動，并建立全面的考核和評估標準。這些舉措將為攻克半導體關鍵技術提供人才支持。