2025年,國產(chǎn)芯片自給率達(dá)70%需要解決幾個(gè)難題?
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在國務(wù)院印發(fā)了《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》中,減稅等激勵(lì)措施鼓勵(lì)中國半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展。并且,根據(jù)國務(wù)院發(fā)布最新數(shù)據(jù)顯示,中國芯片自給率要在2025年達(dá)到70%,但是在2019年我國芯片自給率僅為30%左右。根據(jù)規(guī)劃,國產(chǎn)芯片供給要在六年內(nèi)翻一倍多,“中國芯”將進(jìn)入行業(yè)快速發(fā)展機(jī)遇期。
那么,我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀到底如何,與國外差距究竟在哪里?我們能否如期實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)芯片自給率的目標(biāo)?
TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長楊驊,杭州市人大代表、杭州矽聯(lián)信息科技有限公司總工程師周盛民博士和國家半導(dǎo)體人才、廣東佛智芯微電子技術(shù)研究有限公司副總經(jīng)理林挺宇博士,共同探討“中國芯”的發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題以及未來如何應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)等熱點(diǎn)問題。
1、技術(shù)差距與投入不足仍是硬傷
半導(dǎo)體設(shè)備具有極高的門檻和壁壘。目前,全球半導(dǎo)體設(shè)備主要為美日所壟斷,其核心設(shè)備諸如光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、PVD、CVD等設(shè)備的TOP3企業(yè),市場占有率普通可達(dá)90%以上。在這些領(lǐng)域,半導(dǎo)體設(shè)備的國產(chǎn)化率普遍較低。不過,國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備也已取得較大進(jìn)展,整體水平達(dá)到28nm,并在14nm和7nm實(shí)現(xiàn)了部分設(shè)備的突破。
雖然我國半導(dǎo)體設(shè)備已經(jīng)有了不小進(jìn)步,但主要集中于中低端設(shè)備,高端半導(dǎo)體設(shè)備仍然為外國所壟斷。
國家半導(dǎo)體人才、廣東佛智芯微電子技術(shù)研究有限公司副總經(jīng)理林挺宇以光刻機(jī)為例,認(rèn)為目前全球高端光刻機(jī)幾乎由荷蘭ASML公司壟斷。而這些光刻機(jī)都使用到了美國的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
如果這些設(shè)備禁止我國使用,將會(huì)嚴(yán)重阻礙我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在我國科研院所及高校牽頭的諸多半導(dǎo)體裝備項(xiàng)目中,雖有多項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)的開發(fā)不落后于國外,甚至部分指標(biāo)已超國外,但在整機(jī)裝配后的精度及可靠性方面還存在著較大差距。
因此,改善國產(chǎn)設(shè)備的技術(shù),保障國產(chǎn)設(shè)備的自給率,具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。
專家認(rèn)為,半導(dǎo)體設(shè)備的落后根本原因還是我國半導(dǎo)體研發(fā)投入不足。TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長楊驊指出,其實(shí)上世紀(jì)70年代我國半導(dǎo)體與國外差距并不大,而改革開放后,因半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投入大卻見效慢,因此不少地方產(chǎn)生了“造不如買,買不如租”想法,放棄了高投入的自主研發(fā),由此逐步拉大了和國際先進(jìn)水平的差距。
清華大學(xué)微電子所所長魏少軍就曾在公開演講時(shí)表示,據(jù)全球在半導(dǎo)體投資統(tǒng)計(jì),大部分時(shí)間都在400億美元以上,最近幾年在600億美元以上,但我國的相關(guān)投資明顯低于這個(gè)水平。
人才因素,也是制約半導(dǎo)體發(fā)展的一個(gè)原因。
根據(jù)《中國集成電路產(chǎn)業(yè)人才白皮書(2018-2019 年版)》預(yù)計(jì)中國芯片制造行業(yè)人才需求在2021年將達(dá)到24.6萬,比2019年多10.2萬。
杭州市人大代表、杭州矽聯(lián)信息科技有限公司總工程師周盛民表示,很多人認(rèn)為做芯片高投入、長周期、風(fēng)險(xiǎn)大,卻不掙錢,這使得年輕人選擇這個(gè)行業(yè)的較少,這樣容易造成人才斷層。
不過,我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的資金和人才問題正在逐漸緩解。
2、國產(chǎn)芯片的制造與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用出現(xiàn)錯(cuò)配
目前,我國生產(chǎn)制造的芯片仍不能投入市場,在應(yīng)用環(huán)節(jié)出現(xiàn)某些脫節(jié)和錯(cuò)配。周盛民指出,我國半導(dǎo)體與國外產(chǎn)品的差距,不僅在于工藝制程上的落后,同時(shí)也在于產(chǎn)業(yè)生態(tài)上的落后。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是一個(gè)很長的產(chǎn)業(yè)鏈,研制、制造環(huán)節(jié)可能只占10%-20%,而重頭主要是使其產(chǎn)業(yè)化和市場化,大約占產(chǎn)業(yè)鏈的70%。
我國目前在芯片應(yīng)用化、產(chǎn)業(yè)化方面仍然比較薄弱,沒有形成完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)、產(chǎn)業(yè)體系,導(dǎo)致很多芯片辛苦研制出來后,雖本身性能沒有太大的問題,但由于配套開發(fā)和仿真調(diào)試軟件跟不上,而不能獲得廣泛應(yīng)用。
魏少軍在演講中提到,我國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制造能力與市場需求之間,出現(xiàn)了一些失配的現(xiàn)象。比如,無論是服務(wù)器、個(gè)人電腦,還是可編程邏輯設(shè)備、數(shù)字信號(hào)處理設(shè)備,都不能投入到市場應(yīng)用中。
楊驊也指出,我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展最大的挑戰(zhàn)是市場。國產(chǎn)化設(shè)備如果仍然不能被市場接受,不能落地應(yīng)用,就會(huì)阻礙它的創(chuàng)新和發(fā)展。
3、走出有中國特色的技術(shù)發(fā)展道路
面對(duì)國產(chǎn)芯片發(fā)展遇到的困難,楊驊認(rèn)為,一方面,企業(yè)需要不斷打磨產(chǎn)品,提升產(chǎn)品質(zhì)量,盡快滿足市場需求。另一方面,市場也必須要有包容心態(tài),讓產(chǎn)品在市場中接受考驗(yàn)。
此外,半導(dǎo)體行業(yè)遵循摩爾定律,我們?cè)谂ψ汾s的同時(shí),發(fā)達(dá)國家技術(shù)也在不斷進(jìn)步。對(duì)此,楊驊認(rèn)為,我們必須要加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究,進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新,在不斷提高自己的技術(shù)水平時(shí),另辟蹊徑,去尋求屬于自己的集成電路發(fā)展路徑。
周盛民也強(qiáng)調(diào),我們?cè)谧汾s道路上,不能只想著一味跟隨、模仿國外先進(jìn)技術(shù),而是要走出有中國技術(shù)特色的技術(shù)發(fā)展道路,可以在一些創(chuàng)新點(diǎn)上尋求突破,比如我國現(xiàn)在5G、人工智能、量子計(jì)算等新技術(shù)發(fā)展比較前沿,在追趕的同時(shí),要有自己的發(fā)展道路和技術(shù)突破、自主創(chuàng)新,這樣才能實(shí)現(xiàn)真正的超越。
目前,集成電路的發(fā)展已經(jīng)過了幾代的技術(shù),每一代技術(shù)都是一個(gè)新的機(jī)遇。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,越高端的技術(shù)越難突破,這樣將帶來新的技術(shù)變革機(jī)遇。
因此,對(duì)先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行研究和開發(fā),以實(shí)現(xiàn)在技術(shù)躍進(jìn)過程中的突破和創(chuàng)新,打破外國對(duì)設(shè)備、技術(shù)的壟斷,仍是現(xiàn)在的主流。
4、全產(chǎn)業(yè)鏈通力配合,拓展國際合作
集成電路體量非常大,形成特色的發(fā)展道路,實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破并非易事,絕不是靠單一的力量就可完成。楊驊提出,要發(fā)揮舉國體制優(yōu)勢,將資源和優(yōu)勢都集中起來,通過政產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合,才能事半功倍,實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。
尤其是要注意高校研發(fā)與實(shí)施制造環(huán)節(jié)的脫節(jié),脫節(jié)會(huì)使研發(fā)效果大打折扣,阻礙半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)步。因此,必須要使整個(gè)鏈條形成合力,共同推動(dòng)它的發(fā)展。
林挺宇也認(rèn)為,目前我國半導(dǎo)體仍然存在上下游產(chǎn)業(yè)鏈脫節(jié),沒有形成完整產(chǎn)業(yè)鏈體系,因此需要產(chǎn)業(yè)鏈通力配合、共同努力。
對(duì)于全產(chǎn)業(yè)鏈共同合作方面,周盛民也提出,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)一定是合作大于競爭,上下游產(chǎn)業(yè)鏈既各有分工,也要通力配合,不斷融合和相互促進(jìn),而不是惡性競爭。當(dāng)前我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)配合度還不高,工廠與高校等科研機(jī)構(gòu)仍然存在脫節(jié),建議可以多舉辦一些行業(yè)論壇等產(chǎn)業(yè)交流活動(dòng),增加互動(dòng)、交流,使半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈共同發(fā)展。
當(dāng)然,目前我國半導(dǎo)體發(fā)展面臨的的一個(gè)重要問題,就是美國頻繁實(shí)施科技限制帶來的重重阻撓。
周盛民認(rèn)為,中美科技脫鉤這是中國實(shí)力發(fā)展的必然,不必過分恐慌。在這樣的背景下,我國需要進(jìn)一步推動(dòng)全球化合作,加強(qiáng)與歐洲、日本、韓國等國的聯(lián)系與合作。
更何況,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈很長,有300多個(gè)細(xì)分小行業(yè),所有設(shè)備和技術(shù)都實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化也并不現(xiàn)實(shí),現(xiàn)在更急需的是“半導(dǎo)體行業(yè)去美國化”。現(xiàn)在全球的趨勢也都在去美國化,美國是不可靠的供應(yīng)商。我們更要加強(qiáng)與其他國家合作,集合全人類的智慧,推動(dòng)全球的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)共同發(fā)展。
楊驊則認(rèn)為,美國畢竟是科技大國,很多技術(shù)都領(lǐng)先,如果不能與它合作,追趕時(shí)間會(huì)更長。為了減少損失,我國應(yīng)當(dāng)更積極開放,加強(qiáng)與其他國家的科技合作,比如歐洲、亞太其他國家,通過多方合作來減少與美國科技脫鉤帶來的損失。