11月18日，“2020北京微電子國際研討會暨IC WORLD學(xué)術(shù)會議”高峰論壇上，中國工程院院士吳漢明發(fā)表了題為《中國芯呼喚產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向的技術(shù)支持》的演講。

他提出，商業(yè)成功是檢驗(yàn)技術(shù)創(chuàng)新的唯一標(biāo)準(zhǔn)，成套工藝是芯片技術(shù)水平的集中標(biāo)志。后摩爾時代，產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展趨緩，給了行業(yè)追趕者機(jī)會。要抓住機(jī)會，必須樹立產(chǎn)業(yè)技術(shù)導(dǎo)向的科技文化，而非簡單的成果應(yīng)用。

“中國芯”產(chǎn)業(yè)注定艱難

據(jù)麥肯錫《中國與世界》報告，在光伏面板、高鐵、數(shù)字支付系統(tǒng)、電動汽車等行業(yè)，中國企業(yè)本土市場份額超過90％。而在半導(dǎo)體行業(yè)，中國企業(yè)在國內(nèi)和國際市場占據(jù)的份額都很小，而且高度依賴國外技術(shù)。

吳漢明指出，當(dāng)前我國集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新面臨兩大壁壘：一是戰(zhàn)略性壁壘，二是產(chǎn)業(yè)性壁壘。從巴黎統(tǒng)籌委員會到瓦森納協(xié)議，都在警示我國必須擁有相對可控的產(chǎn)業(yè)鏈，特別是對工藝、裝備材料、設(shè)計IP核與EDA三大卡脖子制造環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)突破，這就是中國“芯”面臨的戰(zhàn)略性壁壘。而集成電路產(chǎn)業(yè)鏈長、涉及領(lǐng)域?qū)挼奶攸c(diǎn)給中國集成電路突破政治壁壘帶來極大挑戰(zhàn)。產(chǎn)業(yè)壁壘方面，我國集成電路基礎(chǔ)研究薄弱、產(chǎn)業(yè)技術(shù)儲備匱乏，而世界龍頭企業(yè)早期布置的知識產(chǎn)權(quán)給后來者的突圍造成障礙。

他總結(jié)說： “‘中國芯’產(chǎn)業(yè)注定艱難，尤其芯片制造工藝，挑戰(zhàn)極為嚴(yán)峻?！睆男酒圃旖嵌葋砜?，硅單晶、制造工藝和封裝三大環(huán)節(jié)中，80％的裝備投入都在制造工藝環(huán)節(jié)，正是因?yàn)橥顿Y強(qiáng)度太大，投資回報慢，所以制造工藝是我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展中最大的瓶頸。而芯片制造主要面臨三大挑戰(zhàn)：圖形轉(zhuǎn)移、新材料與工藝、良率提升。

趨緩的摩爾定律給追趕者機(jī)會

回顧過去60年摩爾定律所走過的道路，2013年以來，芯片性能、功耗等指標(biāo)提升速度顯著放緩，甚至達(dá)到飽和狀態(tài)，其核心原因就是單個晶體管價格已經(jīng)幾乎無法下降，導(dǎo)致技術(shù)達(dá)到瓶頸。

據(jù)統(tǒng)計，2002年以前，晶體管性能平均每年提升約52％；2002年-2010年，平均每年提升約23％；2010年-2014年，每年提升僅約12％；而2014年-2018年，這一提升已經(jīng)放緩至3.5％。吳漢明認(rèn)為：“大概是從2012、2013年起，也就是28nm以后，就可以定義為后摩爾時代。而這一點(diǎn)給我們這些追趕者帶來一些機(jī)會?！?/p>

以工藝節(jié)點(diǎn)為視角切入，從130nm到如今的14nm，我國芯片制造技術(shù)節(jié)點(diǎn)與世界先進(jìn)水平差距呈現(xiàn)擴(kuò)大趨勢。

然而，2019年各工藝節(jié)點(diǎn)市場份額數(shù)據(jù)顯示，7nm和10nm只占17％市場份額，83％市場屬于10nm以上工藝節(jié)點(diǎn)。意味著相對成熟的工藝節(jié)點(diǎn)還有巨大的創(chuàng)新空間和市場潛力。

樹立產(chǎn)業(yè)技術(shù)導(dǎo)向的科技文化

回顧近60年來我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程，事實(shí)上我國第一塊硅單晶誕生于1958年，比美國晚6年，比日本早2年；第一塊硅集成電路誕生于1965年，比美國和日本分別晚7年和5年。但其后隨著集成電路走向大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，我國與世界差距逐漸拉大。1996年我國實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)6億塊硅集成電路，而美國在1972年、日本在1976年已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了這一生產(chǎn)規(guī)模，差距達(dá)到20年以上。

由此可見，我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展中最薄弱的環(huán)節(jié)是產(chǎn)業(yè)技術(shù)。因此，吳漢明呼吁：“研究是手段，產(chǎn)業(yè)是目的。我們的研發(fā)一定要樹立產(chǎn)業(yè)技術(shù)導(dǎo)向的科技文化，而不是簡單的成果應(yīng)用?！?/p>

他認(rèn)為，商業(yè)成功是檢驗(yàn)技術(shù)創(chuàng)新的唯一標(biāo)準(zhǔn)，成套工藝是芯片技術(shù)水平的集中標(biāo)志。正如中國工程院院士李國杰所說：“實(shí)驗(yàn)室技術(shù)是單點(diǎn)突破，一俊遮百丑，而產(chǎn)業(yè)技術(shù)不能有明顯短板……產(chǎn)業(yè)技術(shù)不是科研機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化后的應(yīng)用開發(fā)，而是引導(dǎo)科研的原始動力。”
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