中国芯片未来5年自给率要达70%!关键要解决这几个难题
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文 | 王春蕊
最近芯片产业利好政策频频出台,8月4日,国务院印发了《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》,在该政策中,减税等激励措施占据了大部分内容。值得注意的是,国务院发布的最新数据显示,中国芯片自给率要在2025年达到70%,而2019年我国芯片自给率仅为30%左右。
可见,根据规划,国产芯片供给要在六年内翻一倍多,“中国芯”将进入行业快速发展机遇期。那么,我国半导体产业发展现状到底如何,与国外差距究竟在哪里?我们能否如期实现国产芯片自给率的目标?
对此,新京报记者采访了TD产业联盟秘书长杨骅,杭州市人大代表、杭州矽联信息科技有限公司总工程师周盛民博士和国家半导体人才、广东佛智芯微电子技术研究有限公司副总经理林挺宇博士,共同探讨“中国芯”的发展现状、存在问题以及未来如何应对挑战等热点问题。
技术差距与投入不足仍是硬伤
半导体设备具有极高的门槛和壁垒。目前,全球半导体设备主要为美日所垄断,其核心设备诸如光刻机、刻蚀机、PVD、CVD等设备的TOP3企业,市场占有率普通可达90%以上。在这些领域,半导体设备的国产化率普遍较低。不过,国产半导体设备也已取得较大进展,整体水平达到28nm,并在14nm和7nm实现了部分设备的突破。
虽然我国半导体设备已经有了不小进步,但主要集中于中低端设备,高端半导体设备仍然为外国所垄断。
国家半导体人才、广东佛智芯微电子技术研究有限公司副总经理林挺宇以光刻机为例,认为目前全球高端光刻机几乎由荷兰ASML公司垄断。而这些光刻机都使用到了美国的知识产权。
如果这些设备禁止我国使用,将会严重阻碍我国半导体产业发展。在我国科研院所及高校牵头的诸多半导体装备项目中,虽有多项基础技术的开发不落后于国外,甚至部分指标已超国外,但在整机装配后的精度及可靠性方面还存在着较大差距。
因此,改善国产设备的技术,保障国产设备的自给率,具有很大的现实意义。
专家认为,半导体设备的落后根本原因还是我国半导体研发投入不足。TD产业联盟秘书长杨骅指出,其实上世纪70年代我国半导体与国外差距并不大,而改革开放后,因半导体产业投入大却见效慢,因此不少地方产生了“造不如买,买不如租”想法,放弃了高投入的自主研发,由此逐步拉大了和国际先进水平的差距。
清华大学微电子所所长魏少军就曾在公开演讲时表示,据全球在半导体投资统计,大部分时间都在400亿美元以上,最近几年在600亿美元以上,但我国的相关投资明显低于这个水平。
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人才因素,也是制约半导体发展的一个原因。
根据《中国集成电路产业人才白皮书(2018-2019 年版)》预计中国芯片制造行业人才需求在2021年将达到24.6万,比2019年多10.2万。
杭州市人大代表、杭州矽联信息科技有限公司总工程师周盛民表示,很多人认为做芯片高投入、长周期、风险大,却不挣钱,这使得年轻人选择这个行业的较少,这样容易造成人才断层。
不过,我国半导体产业的资金和人才问题正在逐渐缓解。
国产芯片的制造与产业化应用出现错配
目前,我国生产制造的芯片仍不能投入市场,在应用环节出现某些脱节和错配。周盛民指出,我国半导体与国外产品的差距,不仅在于工艺制程上的落后,同时也在于产业生态上的落后。
半导体产业是一个很长的产业链,研制、制造环节可能只占10%-20%,而重头主要是使其产业化和市场化,大约占产业链的70%。
我国目前在芯片应用化、产业化方面仍然比较薄弱,没有形成完整的产业生态、产业体系,导致很多芯片辛苦研制出来后,虽本身性能没有太大的问题,但由于配套开发和仿真调试软件跟不上,而不能获得广泛应用。
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魏少军在演讲中提到,我国芯片产业发展的制造能力与市场需求之间,出现了一些失配的现象。比如,无论是服务器、个人电脑,还是可编程逻辑设备、数字信号处理设备,都不能投入到市场应用中。
杨骅也指出,我国半导体产业发展最大的挑战是市场。国产化设备如果仍然不能被市场接受,不能落地应用,就会阻碍它的创新和发展。
走出有中国特色的技术发展道路
面对国产芯片发展遇到的困难,杨骅认为,一方面,企业需要不断打磨产品,提升产品质量,尽快满足市场需求。另一方面,市场也必须要有包容心态,让产品在市场中接受考验。
此外,半导体行业遵循摩尔定律,我们在努力追赶的同时,发达国家技术也在不断进步。对此,杨骅认为,我们必须要加强基础理论研究,进行技术创新,在不断提高自己的技术水平时,另辟蹊径,去寻求属于自己的集成电路发展路径。
周盛民也强调,我们在追赶道路上,不能只想着一味跟随、模仿国外先进技术,而是要走出有中国技术特色的技术发展道路,可以在一些创新点上寻求突破,比如我国现在5G、人工智能、量子计算等新技术发展比较前沿,在追赶的同时,要有自己的发展道路和技术突破、自主创新,这样才能实现真正的超越。
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目前,集成电路的发展已经过了几代的技术,每一代技术都是一个新的机遇。随着技术的不断发展,越高端的技术越难突破,这样将带来新的技术变革机遇。
因此,对先进技术进行研究和开发,以实现在技术跃进过程中的突破和创新,打破外国对设备、技术的垄断,仍是现在的主流。
全产业链通力配合,拓展国际合作
集成电路体量非常大,形成特色的发展道路,实现技术突破并非易事,绝不是靠单一的力量就可完成。杨骅提出,要发挥举国体制优势,将资源和优势都集中起来,通过政产学研用紧密结合,才能事半功倍,实现快速发展。
尤其是要注意高校研发与实施制造环节的脱节,脱节会使研发效果大打折扣,阻碍半导体产业进步。因此,必须要使整个链条形成合力,共同推动它的发展。
林挺宇也认为,目前我国半导体仍然存在上下游产业链脱节,没有形成完整产业链体系,因此需要产业链通力配合、共同努力。
对于全产业链共同合作方面,周盛民也提出,半导体产业一定是合作大于竞争,上下游产业链既各有分工,也要通力配合,不断融合和相互促进,而不是恶性竞争。当前我国相关产业配合度还不高,工厂与高校等科研机构仍然存在脱节,建议可以多举办一些行业论坛等产业交流活动,增加互动、交流,使半导体全产业链共同发展。
当然,目前我国半导体发展面临的的一个重要问题,就是美国频繁实施科技限制带来的重重阻挠。
周盛民认为,中美科技脱钩这是中国实力发展的必然,不必过分恐慌。在这样的背景下,我国需要进一步推动全球化合作,加强与欧洲、日本、韩国等国的联系与合作。
更何况,半导体产业链很长,有300多个细分小行业,所有设备和技术都实现国产化也并不现实,现在更急需的是“半导体行业去美国化”。现在全球的趋势也都在去美国化,美国是不可靠的供应商。我们更要加强与其他国家合作,集合全人类的智慧,推动全球的技术和标准共同发展。
杨骅则认为,美国毕竟是科技大国,很多技术都领先,如果不能与它合作,追赶时间会更长。为了减少损失,我国应当更积极开放,加强与其他国家的科技合作,比如欧洲、亚太其他国家,通过多方合作来减少与美国科技脱钩带来的损失。
对于国内半导体产业而言,这种形势既是挑战也是机遇,“剑锋出磨砺,梅香苦寒来”,我们只有不断磨砺自身,才能把握住机会,引领世界科技的未来。
□王春蕊(新京报智慧城市研究院研究员)
编辑:柯锐 实习生:王雅晨 校对:卢茜
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中国半导体业要立足市场必须加强技术研发
中国半导体业正处于一个独特的环境下,国外半导体厂商此前依靠约束中国半导体业进步与发展的方法可能已不再是“最佳”方案,取而代之可能是与中国半导体厂商的合作,从而寻求在半导体产业上的共同发展。
如高通与中芯国际的28纳米制程;高通、IMEC与中芯国际的14纳米制程研发;高通与贵州的服务器芯片合资公司;英特尔,清华与澜起的服务器芯片合作;AMD与天津海光合资,并授权使用x86处理器架构等。面对国际间的合作,中国半导体业在表示欢迎的同时,也要抱有谨慎的态度,因为没有谁会愿意培养自己的竞争对手。
同样不要认为“国外半导体厂商约束中国半导体业的大势己经改变”,实质上国外半导体厂商的基点没有丝毫动摇,毕竟中国是全球最大的IC市场,加上政府对半导体产业的政策扶植和资金投入,以及中国企业自身不断的强大,从市场经济角度而言,目前,双方达成合作共识确实能创造出最好的双赢效果。
丢掉幻想 加强研发
事实上,国外半导体厂商也是有底线的,那就是不会毫无目的地帮助中国半导体业发展进步,至今瓦圣纳条约没有废除,N-1,N-2(落后一代,落后两代)的出口先进技术的控制红线仍在,一旦触及到其根本利益,也会再次约束中国的发展。
近期英特尔的至强芯片出口控制,以及8月19日美国商务部工业与安全局(BIS)发布公告,将发给中兴通讯的临时普通许可进一步延期至2016年11月28日(美国时间),该裁定自2016年8月19日(美国时间)起生效。这两个事件,充分反映美方的出口控制政策不会轻易开放。
面对如此态势,中国半导体厂商一方面是要丢掉幻想 ,另一方面要有紧迫感,赶快立足自强,加强研发,“一分耕耘,一定会有一份收获”。
显然中国半导体业也要务实,承认差距,加快学习先进经验是必须的。因此要抓住一切可能的机会,从先当学生开始,而后争取当老师,毕竟这是一场权衡利益的战斗。
在高技术领域中,国内外的较量始终是十分激烈。中国半导体业要充分利用好此次机遇,迅速的成长。站在企业角度,尽管生存是首位,但就技术方面而言,必须要具有长远发展的眼光,加强研发,早投入,大投入,才能早得益。
尽管产业利益与企业利益有时并不一致,然而无论是政府或者是企业都必须要站得高,看得远。因为中国半导体业处在独特环境下,只有产业的真正强大,企业才会有正常的生存环境。企业要实现盈利,但是对于那些骨干企业,必须要担负起产业进步的责任,因为国家每年给予的补助是可观的。显然,骨干企业不是“终身制”,紧紧依靠扶植是不现实的,只有在全球化市场中努力拼搏而胜出,才能有立足之地。摩尔精英
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