0 引言 2018年4月16日，美国商务部对中兴通讯实施制裁禁令，禁止该公司在7年内从美国采购零部件、软件和设备。经过多方斡旋，中兴通讯最终以支付4亿美元保证金的方式被解除禁令。该事件不仅揭示了我国在高端芯片领域受制于人的现实困境，更凸显了在国际产业链高度分工的背景下，关键核心技术已成为国家间战略博弈的重要筹码。2024年中央经济工作会议强调，必须加强基础研究和关键核心技术攻关，超前布局重大科技项目。这不仅表明了我国突破中高端芯片技术的迫切性，也强调了在全球竞争加剧的背景下我国实现科技自立自强和推动新质生产力发展的战略必然性。 现有研究从技术突破的模式、过程、路径与机制等方面探讨关键核心技术的突破规律。技术突破模式具有高度隐秘性，现有研究从企业能力、研发主体和技术3个视角建构理论。其中，企业能力视角强调资源整合与运用[1]，研发主体视角强调企业、政府、科研机构之间的合作模式[2]。技术视角强调从技术、产品再到组织的突破模式[3]。关键核心技术突破过程复杂，其本质是技术模块到技术架构的更迭[4]，逐步突破功能性、性能性、可靠性与前沿性技术[5]，并依赖“机会窗口”的识别与利用[6]。技术突破路径一般源于需求推动或创新拉动，经由跨领域融合、产学研联合体支撑实现突破[7]。路径可归纳为单企业、全产业链、全创新链和产业集群4类[8]，也可以划分为追赶、跟随、攻坚3个阶段，其中，追赶阶段为动机—政府—吸收能力驱动型，跟随阶段为政府—吸收能力驱动型，攻坚阶段转变为政府—适应能力驱动型[9]。制度对技术突破具有重要影响，新型举国体制成为我国技术突破的重要制度基础。其中，项目动员制依靠重大科技项目整合多元研发主体[10]。“政产学研用”融合机制支持基础研究、多学科联动、上下游协同和全球资源整合[11]。共享机制、成果转化机制和风险共担机制亦为制度优化的关键[12]。 现有研究多停留在技术突破模式与路径的理论归纳，缺乏对实际案例中多阶段、跨主体协同过程的系统化实证验证。对于集成电路等复杂产业，现有研究较少揭示不同技术模块间的相互作用与演化逻辑，导致对整体突破机制的解释力不足。制度与政策因素的研究偏宏观，缺少在微观层面上对企业创新行为、资源配置效率与技术积累的动态分析。本文则通过研究芯片制造领域中的技术，解构关键核心技术，并从该视角揭示关键核心技术突破的机理。 1 研究设计 1.1 研究方法 案例研究是一种根植于丰富实证数据的理论构建方法[13]。其核心在于复制性逻辑，即每个案例都是独立的分析单元，而不同案例则像一系列相互关联的实验，通过对比与扩展来验证理论[14]。本文旨在研究关键核心技术的构成与突破机理，该方法能够剖析技术的突破过程，从而探索不同技术类型并揭示突破规律。 研究中选择的案例数量取决于新案例能否带来额外的信息，若无新增信息则应停止增加案例[13]。在理论构建研究中，多案例研究能够提供坚实的理论基础[14]。单案例虽能深入描述现象，但多案例可通过相互比较，验证构建的理论是否具有普适性，并为命题或构念提供多重实证证据。多案例选择不强调案例的独特性，而是关注其对理论发展的贡献，包括可重复性、理论扩展、对立验证及排除其他解释[14]。 1.2 案例选择 集成电路产业由设计、制造、设备、材料、封装测试等环节构成，其中制造、设备、材料为核心环节。前两者本质上是物理工艺的集成，突破路径依赖精密工程；材料环节则属于分子层面的化学创新，与物理驱动的制造、设备研发规律存在本质差异。本文聚焦制造和设备环节，探讨芯片制造技术的突破机理，选取上海微电子装备(集团)股份有限公司研发的90纳米光刻机与长江存储科技有限责任公司研发的3D NAND闪存芯片为案例。 选择理由如下：在关键设备环节，上海微电子自主研制的光刻机是解决我国芯片制造“卡脖子”难题的标志性成果，打破了国际垄断，实现从无到有，在产业战略安全上具有里程碑意义。芯片制造环节中，长江存储的232层3D NAND闪存芯片是我国在半导体产品领域首个实现全球技术领先的典型案例，性能超越国际产品，标志着我国具备与国际巨头同台竞争的研发实力。两者兼具极端性和典型性，且分别处于产业链上游的核心装备环节与下游的核心产品环节。 这两个案例都经历了从原理研究到量产的技术突破全过程，通过比较研究，能够提炼出关键核心技术突破的共性规律和具有普适性的理论框架，两者也能够互相印证，增强理论的适用范围和抽象层次。此外，这两个案例在技术属性、产业环节等方面的差异性，为研究提供了独特的价值。从任一个案例中揭示的技术突破规律，若能在另一个案例中得到验证，则证明所提炼的共性规律具有较强的普适性和解释力。 此外，这两个案例还包含嵌套子案例，如光刻机中的光源、光学、控制系统，闪存芯片中的堆叠系统、存储系统、电气连接系统等，实质分析的单元已超过10个，相当于多案例研究。而且，综合其他案例研究后发现，新增案例未能提供新的信息。光刻机的技术体系涵盖其他设备的核心要素，闪存芯片的研发流程囊括其他芯片的关键环节。因此，基于这两个案例即可完整构建技术突破机理。
