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“芯”产业之难,难在哪?怎么破?
2018年04月27日 09:38   来源:解放日报  

  不掌握核心技术,受制于人是迟早的事。其实,最近引发关注的缺“芯”问题很早就引起国家重视,并予以布局。

  2006年国务院发布《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,将核心电子器件、高端通用芯片及基础软件、极大规模集成电路制造技术及成套工艺,列为与载人航天、探月工程并列的16个重大科技专项之一。2014年 《国家集成电路产业发展推进纲要》发布实施,亮点之一就是设立“国家集成电路产业投资基金”。该基金总规模超6500亿美元,由中央财政、国开金融、中国烟草、亦庄国投、中国移动、上海国盛、中国电子、中国电科、紫光通信、华芯投资等共同发起,重点投资集成电路芯片制造业,兼顾芯片设计、封装测试、设备和材料等产业,实施市场化运作专业化管理。

  上海集成电路研发中心总裁陈寿面说,在政策支持和市场拉动下,自2010年到现在,我国集成电路产业的年均增长率都在20%左右或更高,2017年我国集成电路产业总销售额5411亿元。集成电路作为全球化、高技术和资金密集型的产业,只有在产业链、创新链、资金链的密切配合下,才能真正做大做强,这是一个持续和长久的过程。

  有突破,但缺高水平人才

  “这几天,同行聊得最多的不是技术,而是人才。”复旦大学微电子学院执行院长、教授张卫说,最先进的技术是买不来的,国外厂商往往会以高价将落后一到两代的技术卖给中国企业,使得中国企业始终处于产业链末端。当前的技术短板,实际上暴露出的是微电子领域高水平人才的匮乏,这一现状可以追溯到高校培养环节。当前飞速发展的集成电路行业领域,需要人才拥有广泛的知识面,不仅要懂电路,还要懂物理、化学和材料。但当前高校的学科设置架构中,微电子学科是二级学科,处于电子科学与技术一级学科之下,这也使得微电子学科的高水平人才培养受到掣肘。不少高校甚至裁撤基础芯片研究专业,很多学生毕业后也都投身薪资待遇更高的互联网、金融等行业,真正静心搞研发的人才少之又少。

  “近几年我国集成电路产业取得非常大的突破和进展,但从设计到生产、装备跟国际先进水平相比还是有差距。”陈寿面说,我国已有公司在芯片产品设计上取得突破,进入国际第一梯队,但我国的设计水平总体上还比较落后。我国的生产工艺目前是28纳米,14纳米技术仍在研发中,国际上已实现量产10纳米,很快将要量产7纳米技术产品。芯片器件尺寸越小,意味着技术越先进。至于生产芯片的设备,在2008年以前,我国12英寸硅片的国产工艺设备可以说一台都没有,在国家专项等支持下,目前已有个别型号的国产工艺设备进了生产线。

  国内集成电路产业服务平台“IC咖啡”创始人胡运旺介绍,由于中高端芯片大都用在高端通讯产品、工业设备、医疗设备、汽车等整机内,一旦芯片出问题,会造成很大的经济损失。“这就出现了恶性循环。”胡运旺说,国产中高端芯片需要在使用过程中得到用户反馈,不断改善更迭。然而大多数国内客户不愿使用,也就难以完成“进口替代”。

  芯谋咨询首席分析师顾文军说,我国芯片目前更多的是在某个单点(某一代技术、某几家公司)上取得突破,某些条线(比如封装做得比较好)取得成绩,但我们“单点”的突破无法连成“条线”,“条线”上的成绩无法组成“立体”的产业生态,更无法确保在未来动态的发展中时时跟上,处处领先。

  芯片的材料是硅片,需在硅片上制作出电路。我国一个月要消耗几十万块硅片,能自主提供的仅几万片。来自国内知名芯片制造公司的一位资深人士说,我国内地半导体产业三大环节(设计、制造、封装)中制造环节最薄弱,价值比重仅26%,从全球的半导体价值体系看,制造环节占46%,是价值量最大环节。顾文军说,高端芯片的设计不是短时间内能完成的,需要投入巨大人力、物力,因此有些人认为造不如买,不愿意搞自主研发。一些芯片系统厂商非国际名牌不用,沉浸在对国际供应商的“来料加工”中,对于国内自主芯片私底下都是“性能和国际水平差不多,价格便宜30%,才考虑采用”。

  不求全,做产业链重要角色

  “近20年来,在集成电路领域最为核心、最有影响力的三项技术均来自高校。”张卫说,鳍式场效应晶体管来自加州大学伯克利分校研究人员的实验室,高K金属栅集成电路工艺来自耶鲁大学,麻省理工学院的课题组发明了应变硅技术。在他看来,需要对基础科研有更为深度和持久的支持,促进科研人员用更前沿视角来确定技术路线方向。芯片技术自主创新十万火急,但应保持冷静,在技术研发转化的长期性认知基础上,制定有层次、梯队性的可持续发展战略。目前常用的CPU芯片,其核心的三维立体晶体管从发明到产品中第一次采用,用了13年,已算是快的。U盘中的浮栅晶体管,1968年被发明后,2002年后才开始普及。

  如何提高国产中高端芯片品质?胡运旺建议国家和地方出台政策,规定高校采购装有国产中高端芯片的仪器比例。这是因为,高校使用这些设备的用途主要是给学生学习,不是做市场化产品,没有商业风险,有条件给国产芯片和国产仪器提供“练兵场”。

  胡运旺还指出一个认识误区——只关注CPU、存储器、集成电路制造装备等“大件”,而忽视其他较小的集成电路产业关键技术点。其实,这类关键技术多达上千个,有些技术的国产化,可能需要上千人的集团军研发多年,但还有些技术只需二三十人团队即可突破。这意味着,众多的民营中小企业和创业团队同样是芯片国产化的重要力量。他建议出台或调整针对民营中小企业和创业团队的普惠政策。在上市融资方面,建议为集成电路企业首次公开募股(IPO)开辟“绿色通道”,加快发行审核流程,适当降低盈利标准;在税收减免方面,由于芯片设计企业的研发人员比例往往高达50%以上,不少民营企业希望国家出台减免力度更大的政策,提高研发投入抵扣增值税、所得税的比例;在科技政策支持方面,建议适当减少对泛科技类创业项目的财政支持,加强对集成电路等核心科技创业项目的扶持力度。

  “如果荷兰所属的光刻机企业或日本所属的晶圆材料企业,停止向美国英特尔供应装备和原材料,英特尔也将难以运转。”一家外资IT 企业的中国区总经理朱晨认为,从经济全球化视角看,芯片的产业生态链也是分工协作的,即使英特尔这样的巨无霸,也难以超然于世。在朱晨看来,中国企业需要在产业链上扮演不可或缺的角色。

  上海“芯”,未来该如何发力

  回溯过往,上海很早就自产芯片。市计算技术研究所总工章民融说,他在大学时代,也就是上世纪80年代,就参与了威海路一带原来“元件五厂”的芯片项目。“元件五厂”当时自产自销芯片,也向国产电视机等家电供货。

  “上海是我国技术最先进、产业最集中的集成电路先进制造和研发基地。”陈寿面说,1998年上海华虹诞生中国大陆第一条8英寸硅片的集成电路生产线,目前中芯和华虹都在上海新建14纳米工艺的12英寸硅片产品生产线。尽管在主流数字电路工艺上,我国制造工艺水平还不是最先进,但在某些应用产品工艺上,我国芯片生产线的工艺水平还是很先进的,比如华虹在嵌入式存储器、功率器件和智能电源管理芯片等方面,工艺技术水平是国际先进的。上海拥有我国唯一的国家级集成电路研发中心,并正在争取国家集成电路制造业创新中心。此外,2013年6月,中科院上海微系统所所长王曦和中芯国际创始人张汝京共同建言,在上海启动12英寸大硅片研发。2016年,上海新昇科技有限公司拉出国内第一根12英寸高质量晶棒,2017年下半年大硅片量产,销售近10万片,填补了空白。

  上海“芯”该如何继续发力?业内专家认为,一是专利的积累和人才的培养,这是集成电路产业发展的基础;二是将目光放到更大更广的普通消费市场,从用户体验角度出发,保证芯片可用、好用。所谓“好用”,不仅指芯片本体,也包括芯片与其他系统的对接服务等,这样才具备综合竞争力;三是发挥产业链带头作用,通过先进的设计需求带动制造和封装企业向更高层面发展,营造良好生态链路,带领国产芯片企业真正走出去。(解放日报记者 黄海华 徐瑞哲 彭德倩 俞陶然)

注:请在转载文章内容时务必注明出处!   编辑:王丹沁

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