在全球科技产业战场，『芯片』已成为衡量国家科技硬实力、产业话语权的核心标尺。『英伟达』CEO黄仁勋“中国『芯片』制造仅落后美国几纳秒”的判断，既点出了全球『芯片』竞争的极致激烈，更让人们关注到这场较量的本质——它是涵盖『芯片』设计制造、软件生态构建、人才储备培育的全方位系统性竞争。
中国『芯片』产业的“纳秒级追赶”，正在三大核心战场中以突破求生存、以创新谋发展。
根基之战
『芯片』设计与制造的技术突围
『芯片』产业的竞争，首先是“硬技术”的较量。从电路图纸到物理『芯片』的转化核心是设计与制造两大技术密集型环节，中国『芯片』产业的追赶之路，就开始于这两个环节的突破。
在设计环节，中国『芯片』产业实现了从“跟随”到“差异化创新”的转型。『芯片』设计是『芯片』产业的“源头”，决定了『芯片』的性能、功耗与应用场景。从系统架构到物理设计，每个设计阶段都需要顶尖的技术积累与工程经验。在这一领域，中国经历了从“依赖国外IP核”到“自主架构研发”的艰辛历程。
中国曾长期依赖英特尔、AMD等国外企业的通用处理器（CPU），自主研发的『芯片』性能不足、兼容性差。后来，中国『芯片』逐步摆脱了对国外指令集的依赖，单核性能、功耗控制实现大幅提升。
近年来，中国在专用加速『芯片』领域找到“弯道超车”机会，其中以图形处理器（GPU）为代表的AI加速『芯片』表现最为突出。中国企业打破了『英伟达』在全球AI算力市场的主导地位，可以针对特定场景优化架构，减少冗余设计，在性能与成本上形成竞争优势，探索出一条『芯片』设计突破的新路径，国产『芯片』达到国际先进水平。
在制造环节，中国『芯片』产业完成了从“设备卡脖子”到“工艺突破”的攻坚。“晶圆制造”是『芯片』制造的核心流程之一，技术难度最高、资本投入最大，光刻机、刻蚀机等关键设备直接决定着晶圆制造的工艺水平。长期以来，国外企业在这些关键设备领域的垄断，成为制约中国『芯片』制造突破的核心瓶颈。
为打破垄断，中国在关键设备领域展开攻坚战，打造成熟制程领域的自主设备供应链。中芯国际已实现14nm FinFET制程的稳定量产，良率达到国际先进水平，可满足国产中高端『芯片』的制造需求；同时，在不依赖EUV光刻机的情况下，实现了接近7nm制程的性能，为国产AI『芯片』、高端处理器提供制造支撑。
中芯国际资料图。图源：视觉中国
命脉之战
『芯片』软件生态的闭环构建
硬件是『芯片』的“骨架”，软件生态则是其“灵魂”。全球『芯片』产业的竞争史早已证明：谁掌握了软件生态的主导权，谁就能在『芯片』竞争中占据主动。
中国『芯片』软件生态正经历“从无到有”的深刻建构。中国『芯片』企业以往聚焦硬件研发，忽视了软件生态的建设，缺少适配的操作系统、开发工具、应用程序等。为解决该问题，中国企业与科研机构从“操作系统适配”与“开发平台构建”着手，推动软件生态从无到有的发展建设。
在操作系统领域，麒麟、统信已成为国产操作系统的代表；在开发平台领域，华为昇思MindSpore、百度PaddlePaddle等为国产『芯片』吸引开发者提供了基础。不过，与『英伟达』构建的以CUDA为核心的软件生态相比，国产『芯片』软件生态的丰富度、成熟度、开发者数量等还有较大差距。
2025年4月，新一代飞桨（PaddlePaddle）框架3.0正式发布，系统性解决了当前大模型产业面临的训练成本高等痛点。图源：飞桨（PaddlePaddle）微信公众号
强化软件与硬件协同，打通生态闭环“最后一公里”。『芯片』软件生态的核心是“闭环”：硬件提供算力，软件提供工具，应用提供价值。中国『芯片』软件生态的最大短板在于尚未形成“硬件—软件—应用”的协同机制，许多国产『芯片』的应用场景局限于政务、国企等“政策驱动型”领域，在消费电子、『互联网』等“市场驱动型”领域的渗透不足。
AI大模型的爆发提供了新机遇，其应用场景带动了国产『芯片』需求，形成“国内模型—国内系统—国内『芯片』”的正向循环。随着国产『芯片』和系统的市场需求提升，国产软件生态将日趋成熟，国产闭环将快速发展，为中国『芯片』AI领域的“纳秒级追赶”注入新动力。
本源之战
『芯片』人才储备的规模与质量
『芯片』产业是“智力密集型”产业。中国『芯片』产业的“纳秒级追赶”，本质上是人才储备的“规模追赶”与“质量追赶”。
中国『芯片』产业人才必须实现“规模突围”。21世纪初，国内高校『芯片』相关专业的培养能力有限，国外『芯片』企业拥有高薪优势，导致本土人才不断外流，中国『芯片』产业面临严重的“人才荒”。后来，中国从“扩大招生规模”“完善培养体系”等方向入手，增设“集成电路科学与工程”一级学科，人才供给的“规模短板”得到初步缓解。
2025年年初，国务院学位委员会、教育部设置“集成电路科学与工程”一级学科。当年4月22日，清华大学集成电路学院揭牌成立。图源：澎湃新闻
人才培养质量正在持续提升。2000年以来，国内高校相继启动教学改革，『芯片』相关专业更加注重系统能力培养，以“突破底层技术、构建完整系统”为核心目标，打造了“竞赛牵引、课程配套、科研赋能”的培养链条。
纳秒之争，决胜未来
中国『芯片』产业“纳秒级追赶”的一小步，实则需要设计制造、软件生态、人才储备持久发力迈出一大步：先进制程、通用处理器的追赶仍需时间，国产生态“从有到优”仍需突破，人才规模、高端人才质量仍需提升。
这场“纳秒之争”的背后，是全球科技话语权的重构。中国『芯片』产业的突破，不仅能打破多个领域的国外垄断，更将在全球科技竞争中赢得战略主动，为全球产业提供新的技术路径与生态选择。
作者：王晶（中国人民大学信息学院教授）
