吴汉明院士:中国芯片投资远没有过热 尤其要重视产业链本土化

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所属分类:赛事报道

原标题:吴汉明院士:后摩尔时代国产芯片挑战和机遇

过去的50年,集成电路行业遵循着“摩尔定律”:在价格不变的情况下,集成在芯片上的晶体管数量每隔18到24个月将增加一倍,计算成本呈指数型下降。

摩尔定律仍然在支撑着5G、人工智能等新技术的发展,但事物发展终有极限。随着工艺从微米级到纳米级,晶体管中原子数量越来越少,种种物理极限制约着摩尔定律的进一步发展。

“随着工艺节点演进,摩尔定律越来越难以持续。”在4月24日,由中国工程院院刊FITEE、Engineering共同主办,浙江大学、清华大学承办的“中国工程院信息与电子工程前沿论坛上”上,浙江大学杭州国际科创中心领域首席科创家、微纳电子学院院长吴汉明院士对包括第一财经在内的媒体表示,“后摩尔时代”正式来临。

在他看来,“产业技术不是科研机构转化后的应用开发,而是引导科研的原始动力之一。”在集成电路等关键核心技术领域,要补充搭建以产业技术为导向的科技文化,让技术研发与市场应用“相互借力”。

与会的多位行业人士也表示,集成电路产业开放发展合作共赢是必然选择。尤其是关键设备的开发涉及到众多科学技术及工程领域,不能把单点突破架在“沙滩”上,应全产业链集成努力。

在演讲中,吴汉明指出,中国集成电路产业正在面临两大壁垒:政策壁垒和产业性壁垒,前者包括巴统和瓦森纳协议,后者则体现在世界的半导体龙头得益于早期布局,所积累的丰富知识产权,对中国半导体这样的后来者形成专利护城河,这些都给中国半导体提出了巨大的挑战。

集成电路产业链的环节繁多,重点三大“卡脖子”制造环节包括了工艺,装备/材料,设计IP 核/EDA 。吴汉明提到,国内产业发展存在多方面短板,例如在检测设备领域,我国企业很少涉足,因此国内产业在该领域的发展几乎空白;在半导体材料方面,我国光刻胶、掩膜版、大硅片产品几乎都要依赖进口;在装备领域,世界舞台上看不到中国装备的身影。

以EUV光刻机为例,涉及到十多万零部件,需要5000多供应商支撑,其中32%在荷兰和英国,27%供应商在美国,14%在德国,27%在日本,这其实体现了全球化技术协作的结果。吴汉明提到,自主可控重要,但与此同时这个行业也是全球性的行业。在这其中,“我们有哪些环节拿得住的?是我国研发和产业发展的核心点。”

吴汉明关于光刻机的话题,也引发了现场中芯国际CEO赵海军的一番感慨。赵海军提到,荷兰光科技ASML首席技术官Martin van Der Brink此前来上海参观,并对他说,“差距大概是20年”。但赵海军认为:“20年的差距不需要20年追赶。想要一下子超过去很难,但是可以每次一点点递进。”

赵海军提到, ASML有多牛,还有一点在于别人已经不做这个领域了,但它依然坚持做下去。

吴汉明院士以目前的芯片制造工艺为例,谈到目前面临的三大挑战,其中基础挑战是精密图形;核心挑战是新材料,提到每种材料都需要数千次工艺实验,新材料支撑性需要性能提升;终极挑战则是提升良率。

除了技术以外,晶圆厂、研发和设计成本也是芯片产业面临的另一重大挑战。

“虽然芯片的难度和成本一直增加,但趋缓的摩尔定律给追赶者带来机会”,吴汉明表示,在这些挑战下,先进系统结构、特色工艺和先进封装在芯片制造方面结合运用,可以使我国在芯片制造领域大有可为。

他援引数据称,10纳米节点以下先进产能占17%,83%市场在10纳米以上节点,创新空间巨大。在先进制程研发不占优势的情况下,我国可以运用成熟的工艺,把芯片的性能提升。也正是因此他提出一个观点:本土可控的55nm芯片制造,比完全进口的7nm更有意义。

吴汉明还针对我国半导体产业的发展提出了建议。例如,要树立以产业技术为导向的科技文化,技术成果全靠市场鉴定,以及要加速举国体制下的公共技术研发平台建设,发挥“集中力量办大事”的优势,进一步搭建有利于我国在此领域可持续发展的全球化创新途径成为关键任务。

他还对记者提到,“忽悠式”的芯片投资或许过热,但真正做芯片的还是非常紧缺,中国的芯片投资远没有过热,尤其要重视产业链的本土化,要让制造产能实现增长,至少增长率要高于全球。赵海军也认同,目前的芯片过热并不是本质。

据统计,产能排名前五的晶圆厂包括三星、台积电、美光、SK海力士和铠侠Kioxia,中国大陆没有企业位列其中。随着科技的发展,芯片的产能需求会越来越高,国内芯片市场需求和制造能力的差距依然很大。吴汉明此前曾表示:“如果不加速发展,未来中国芯片产能与需求的差距,将拉大到至少相当于8个中芯国际的产能。”

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