本文深入關(guān)鍵行業(yè)領(lǐng)域，具體對比中美科技實力。本文節(jié)選澤平宏觀最新報告信息技術(shù)部分，以饗讀者。

1 信息技術(shù)

信息技術(shù)（ICT，Information and Communication Technology）是第三次工業(yè)革命的核心技術(shù)與重要引擎。作為通用性技術(shù)，信息技術(shù)對其他產(chǎn)業(yè)與整體經(jīng)濟增長具有明顯的輻射作用，對于國家安全與軍事實力同樣至關(guān)重要，因此也被認為是綜合國力的重要標志。

2017年全球ICT產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模預(yù)計突破52000億美元，其中ICT服務(wù)業(yè)達到34500億美元，ICT制造業(yè)突破18000億美元。站在細分領(lǐng)域的角度，集成電路、軟件和IT服務(wù)、通信分別承擔著信息的計算、加工處理和傳輸功能，這三類技術(shù)也成為各企業(yè)和各國競爭發(fā)展的重要高地。

1.1 半導(dǎo)體與集成電路

全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模已經(jīng)從1996年1320億美元增長至2017年4122億美元。根據(jù)美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會（SIA）的統(tǒng)計，按照半導(dǎo)體企業(yè)總部所在地分類，目前美國公司占到全球半導(dǎo)體市場份額的一半左右，其次為韓國、日本，中國目前市場份額在5%左右。

半導(dǎo)體可以分為分立器件、光電子、傳感器、集成電路，其中集成電路占比最高，占到2016年全球半導(dǎo)體銷售金額的81.6%。中國目前已經(jīng)成為全球最大的半導(dǎo)體與集成電路消費市場，但是自給比例僅10%左右，每年的進口金額超過2000億美元。

在諸多核心集成電路如服務(wù)器MPU、個人電腦MPU、FPGA、DSP等領(lǐng)域，我國都尚無法實現(xiàn)芯片自給。此次中興事件，正是由于中興在高端光通信芯片、路由器芯片等方面依賴博通等供應(yīng)商，以至于一旦被美國制裁就將面臨破產(chǎn)風險。對外依賴只是中國在核心芯片領(lǐng)域相當薄弱的外在表現(xiàn)，其實質(zhì)是在集成電路的各核心產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)缺少足夠的、長期的資本投入、研發(fā)投入與積累。2017年美國芯片巨頭英特爾研發(fā)支出達到130億美元、資本支出預(yù)計達到120億美元，僅研發(fā)支出就已接近中國全部半導(dǎo)體企業(yè)全年的收入之和；高通、博通、英偉達等芯片設(shè)計廠商更是將20%左右的銷售收入投入用于研發(fā)。國內(nèi)集成電路制造領(lǐng)軍企業(yè)中芯國際2016年資本開支26.3億美元、研發(fā)投入僅3.18億美元，如此懸殊的投入對比下，中美半導(dǎo)體領(lǐng)域的產(chǎn)出差距可想而知。

作為現(xiàn)代精密制造業(yè)的代表，一顆小小的微處理器上集成了數(shù)十億個晶體管、需要經(jīng)歷數(shù)百步工藝過程，這決定了芯片領(lǐng)域的“短板效應(yīng)”——任何一個零件或環(huán)節(jié)出錯，都會導(dǎo)致無法達到量產(chǎn)的良率要求；任何一個步驟都需要經(jīng)過漫長的研發(fā)、嘗試與積累，絕非一朝一夕。這個過程不僅需要擁有大量專業(yè)人才，更需要在關(guān)鍵設(shè)備與原材料領(lǐng)域供應(yīng)率先實現(xiàn)突破。

2016年全球前十名半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商中，除了荷蘭的ASML、新加坡的ASM Pacific，其余四家位于美國、四家位于日本，其中美國的應(yīng)用材料公司（AMAT）排名第一、2016年銷售額達100億美元。四家美國公司已經(jīng)占到全球市場份額的50%，即使第二名荷蘭光刻巨頭ASML股東中也有著英特爾的身影。而在此領(lǐng)域國內(nèi)尚無企業(yè)上榜，2016年中國半導(dǎo)體設(shè)備銷售僅57.33億元，其中中電科電子裝備集團排名第一，但銷售金額也僅9.08億，中國前十強占全球半導(dǎo)體設(shè)備市場份額僅2%。長年占據(jù)全球半導(dǎo)體設(shè)備榜首的美國AMAT產(chǎn)品幾乎橫跨CVD、PVD、刻蝕、CMP等除了光刻機外的所有半導(dǎo)體設(shè)備，公司的30%員工為研發(fā)人員，擁有12000項專利，每年研發(fā)投入超過15億美元，而國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備龍頭北方華創(chuàng)研發(fā)支出不到1億美元。

站在產(chǎn)業(yè)鏈的角度，集成電路可以分為設(shè)計、制造與封裝測試三個環(huán)節(jié)，其中垂直一體化模式稱之為IDM（Integrated Device Manufacture），以英特爾、三星為代表；專業(yè)化分工則可以分為Fabless（IC設(shè)計）、Foundry（晶圓代工）、封測，F(xiàn)abless的核心是IP，以高通為代表；Foundry的核心是制程與工藝的先進性與穩(wěn)定性，以臺積電為代表；封測相對來說對技術(shù)的要求不如前兩者。

IC設(shè)計領(lǐng)域，2016年全球前十大Fabless廠商中，中國上榜兩家，華為海思排名第七、紫光集團排名第十，合計市場份額約7%?？紤]到博通（Broadcom）計劃將總部從新加坡遷回美國，實際上這份全球前十Fabless廠商中美國公司將占據(jù)7席，合計市場份額達到56%，是芯片設(shè)計領(lǐng)域的絕對王者。如果算上IDM的英特爾，美國在IC設(shè)計領(lǐng)域的份額將更高。

中國近年來在IC設(shè)計領(lǐng)域的進步不小。2010年全球前十大Fabless廠商中尚無一家大陸企業(yè)入圍，除了***地區(qū)的聯(lián)發(fā)科排名第五，其余九家均為美國企業(yè)。而2016年華為海思與紫光集團雙雙進入前十，大陸企業(yè)在IC設(shè)計領(lǐng)域的全球市場份額也由2010年5%左右提升一倍至約10%。同時美國企業(yè)份額則從69%下降至55%左右。盡管短期之內(nèi)美國在IC設(shè)計領(lǐng)域的霸主地位難以撼動，但相對實力正在此消彼長。

晶圓代工領(lǐng)域，全球前十大晶圓代工廠中，中國占據(jù)兩席，中芯國際排名第四、華虹排名第八，總共市場份額達到7%；美國Global Foundries排名第二，市場份額11%。臺積電為純晶圓代工領(lǐng)域絕對龍頭，市場份額達到59%。除了銷售收入的差距，華虹最高水平制程只有90nm，主要產(chǎn)品都是為電源管理IC、射頻器件芯片代工。中芯國際量產(chǎn)的28nm制程良率尚未完全穩(wěn)定，而臺積電已經(jīng)導(dǎo)入10nm制程為蘋果iPhone8的A11處理器、華為mate10的麒麟970等手機芯片代工，并且計劃今年將量產(chǎn)7nm制程。從“28nm-20nm-14nm-10nm-7nm”的工藝升級路徑來看，中芯國際與臺積電的技術(shù)工藝水平差了三代。

小結(jié)：中國是全球最大的半導(dǎo)體與集成電路消費市場，但是90%依賴進口，自給比例僅10%左右，每年的進口金額超過2000億美元。中國在集成電路領(lǐng)域的資本與研發(fā)投入方面都與美國存在較大差距。細分領(lǐng)域來看，中國在半導(dǎo)體關(guān)鍵設(shè)備與材料方面最為欠缺；在IC設(shè)計領(lǐng)域華為海思、紫光展訊等近年來進步較大，但差距仍大；在制造領(lǐng)域，臺積電實力強大，中芯國際與國際最先進制程差了三代工藝水平。

1.2 軟件與互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)

以功能分類，軟件可以分為系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件，其中系統(tǒng)軟件負責管理和調(diào)度各種硬件資源和程序；應(yīng)用軟件負責面向特定領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)特定功能；支撐軟件位于兩者之間，負責支持其他軟件的編寫與維護，如編程軟件、數(shù)據(jù)庫管理軟件等。目前的多數(shù)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，實際上也是應(yīng)用軟件。

根據(jù)普華永道思略特發(fā)布的“2017全球創(chuàng)新企業(yè)1000強榜單”，其中軟件與互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)公司按照研發(fā)投入排名的創(chuàng)新十強榜單中，中國憑借BAT占據(jù)第7、第8及第10名，前五名清一色為美國企業(yè)——亞馬遜、谷歌、微軟、甲骨文、Facebook。美國前三強軟件與互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)公司亞馬遜、谷歌、微軟的研發(fā)支出均超過百億美元，相比BAT中最高的阿里巴巴也僅達到25億美元。

如果不包含互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)公司，在軟件領(lǐng)域創(chuàng)新十強榜單中除了德國的SAP外其余均為美國公司，中國公司無一上榜。軟件領(lǐng)域中國創(chuàng)新排名最靠前的是金山軟件，2017年研發(fā)投入達2.6億美元，而第一名的微軟達到119.9億美元。

在系統(tǒng)軟件領(lǐng)域，當前PC操作系統(tǒng)基本上被Windows壟斷，Windows裝機量接近整體市場的88%，Windows與Mac OS合計超過97%；手機操作系統(tǒng)則被IOS與Android兩家瓜分，兩家合計超過98%。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)則是甲骨文獨占鰲頭。在這些基礎(chǔ)軟件與底層系統(tǒng)領(lǐng)域，中國目前仍是空白。

操作系統(tǒng)開發(fā)是一件系統(tǒng)工程，Windows 7開發(fā)大約有23個小組超千人團隊，需要代碼量5千萬行，缺乏頂層設(shè)計的研發(fā)注定缺乏效率。中國當前的操作系統(tǒng)研發(fā)大多是基于Linux開源內(nèi)核進行二次開發(fā)，如果以兩彈一星模式、傾舉國之力進行攻關(guān)，相信技術(shù)難題可解，政用、軍用的自主可控需求也可以得到滿足，但短期商用的可能性微乎其微，根本原因在于操作系統(tǒng)開發(fā)并不符合商業(yè)的投入產(chǎn)出比邏輯。

Windows、IOS、Android等底層操作系統(tǒng)相當于大廈地基，在此之上已經(jīng)形成了應(yīng)用程序庫與開發(fā)者社區(qū)相互影響、相互促進、相互依賴的成熟生態(tài)。如果沒有革命性的體驗變革，從頭開始研發(fā)相當于把大廈推倒重建，投入產(chǎn)出不成正比，因此商業(yè)公司鮮有涉足，而更適合大學(xué)與科研機構(gòu)作為學(xué)術(shù)課題進行研發(fā)。

云計算實際上是對互聯(lián)網(wǎng)上的計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)三類資源和應(yīng)用進行系統(tǒng)管理與調(diào)配。按照服務(wù)形式，云計算主要可以分為三類——基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS，Infrastructure-as-a-Service），平臺即服務(wù)（PaaS，Platform-as-a-Service），軟件即服務(wù)（Software-as-a-Service）。其中IaaS和PaaS管理的是最底層的硬件資源和基礎(chǔ)應(yīng)用（如數(shù)據(jù)庫），因此也被視作下一代信息社會的基礎(chǔ)設(shè)施。

根據(jù)美國市場研究機構(gòu)Synergy Research統(tǒng)計，目前全球基礎(chǔ)設(shè)施云服務(wù)（IaaS+PaaS+托管私有云）市場中，亞馬遜AWS市場占有率接近35%，其余為微軟Azure、IBM、谷歌，阿里云排名第五，全球市場份額不到5%。

在SaaS領(lǐng)域，微軟收購LinkedIn后超越Salesforce成為第一，其余排名靠前的Adobe、Oracle、SAP均是傳統(tǒng)軟件領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)。由于中國在傳統(tǒng)軟件領(lǐng)域的薄弱，在SaaS領(lǐng)域沒有代表性的頭部企業(yè)出現(xiàn)。

小結(jié)：中國在軟件領(lǐng)域相當薄弱，尤其在系統(tǒng)軟件和支撐軟件領(lǐng)域，在互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)領(lǐng)域BAT尚能與亞馬遜、谷歌、Facebook一較高下，但在研發(fā)投入方面遠不及美國同行。在云計算領(lǐng)域，阿里云發(fā)展很快，但目前的體量僅為亞馬遜AWS的1/10。

1.3 通信

通信是信息社會的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”。當前全球四大通信設(shè)備巨頭華為、愛立信、諾基亞、中興，中國占據(jù)其二。華為2017年銷售額925.5億美元，研發(fā)投入137.9億美元，大幅超越傳統(tǒng)通信設(shè)備巨頭愛立信與諾基亞。與美國無線通信巨頭高通相比，華為的收入與研發(fā)投入體量同樣領(lǐng)先。在過去十年內(nèi)，華為在研發(fā)領(lǐng)域累計投入近4000億人民幣，目前擁有超過7萬份專利（超過90%是發(fā)明專利）。

從代理交換機起家、2004年建立海思半導(dǎo)體進行集成電路的自主研發(fā)，華為通過30年的積累成為全球通信設(shè)備第一，并在此基礎(chǔ)上進入企業(yè)級核心路由器與移動終端市場。根據(jù)市場研究機構(gòu)IDC數(shù)據(jù)，目前2018第一季度華為的以太網(wǎng)交換機市場份額達到8.1%、企業(yè)級路由器市場份額達到25.1%，僅次于思科；在移動終端市場，2016年華為智能手機出貨超過1.3億部，僅次于蘋果與三星。

在下一代通信技術(shù)5G的標準制定上，以華為為代表的中國企業(yè)也開始嶄露頭角。3GPP定義了5G的三大應(yīng)用場景——eMBB（3D/超高清視頻等大流量移動寬帶業(yè)務(wù)）、mMTC（大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)）、URLLC（無人駕駛和工業(yè)自動化等超高可靠超低時延通信業(yè)務(wù)）。在2017年11月美國Reno舉行的3GPP RAN1#87會議中，華為主導(dǎo)的Polar碼成為eMBB場景下控制信道編碼最終方案，而高通主導(dǎo)的LDPC碼成為數(shù)字信道編碼方案，中美平分秋色。這也是作為通信物理層技術(shù)的信道編碼標準制定以來第一次由中國公司推動，顯示出中國在全球通信領(lǐng)域話語權(quán)的提高。

5G芯片方面，今年2月華為在2018世界移動通信大會（MWC）上發(fā)布了全球首款3GPP標準的5G商用基帶芯片巴龍5G01，可以提供2.3Gbps的傳輸速度，支持高低頻、也支持獨立或非獨立方式組網(wǎng)。華為也成為首個具備“5G芯片-終端-網(wǎng)絡(luò)能力”的5G解決方案提供商。在國家5G測試項目中，華為在第二階段領(lǐng)先愛立信、諾基亞貝爾等廠商率先完成全部測試項目，并且在小區(qū)容量、網(wǎng)絡(luò)時延等性能指標上處于領(lǐng)先。

盡管已經(jīng)成為全球通信行業(yè)第一，華為對過去的發(fā)展卻有著比常人更清醒的認識。華為創(chuàng)始人任正非在2016年全國科技創(chuàng)新大會上談到，隨著通信行業(yè)逼近香農(nóng)定理、摩爾定律的極限，華為正在本行業(yè)攻入無人區(qū)，過去跟著人跑的“機會主義”高速度將逐漸減緩。如何從工程數(shù)學(xué)、物理算法等工程科學(xué)層面的創(chuàng)新過渡到重大基礎(chǔ)理論創(chuàng)新，如何從跟隨者成為引領(lǐng)者，任正非之問的答案可能并不在華為公司層面。要保證科技領(lǐng)域的長期競爭力與領(lǐng)導(dǎo)力，教育體制、科技體制、創(chuàng)新環(huán)境等軟實力同樣重要。在第三章，我們將進一步探討中美科技體制差異。