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中国芯片未来5年自给率要达70% 关键解决这几个难题 字魂

  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。▲ 图片来源:Pexels▲ 图片来源:Pexels

  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。 ▲图片来源:pexels▲图片来源:pexels

  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。 ▲图片来源:Pexels▲图片来源:Pexels

  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。 ▲图片来源:Pexels▲图片来源:Pexels

  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。

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