最近吳漢明院士指出,由于中國芯片技術離美國差距還有一定差距,中國芯片的投資遠沒有過熱,真正做芯片的還是非常緊缺。如果不加速發(fā)展,未來中國芯片產(chǎn)能與需求的差距,將拉大到至少相當于8個中芯國際的產(chǎn)能。
過去的50年,集成電路行業(yè)遵循著“摩爾定律”:在價格不變的情況下,集成在芯片上的晶體管數(shù)量每隔18到24個月將增加一倍,計算成本呈指數(shù)型下降。摩爾定律仍然在支撐著5G、人工智能等新技術的發(fā)展,但事物發(fā)展終有極限。隨著工藝從微米級到納米級,晶體管中原子數(shù)量越來越少,種種物理極限制約著摩爾定律的進一步發(fā)展。
“隨著工藝節(jié)點演進,摩爾定律越來越難以持續(xù)?!痹?月24日,由中國工程院院刊FITEE、Engineering共同主辦,浙江大學、清華大學承辦的“中國工程院信息與電子工程前沿論壇上”上,浙江大學杭州國際科創(chuàng)中心領域首席科創(chuàng)家、微納電子學院院長吳漢明院士對包括第一財經(jīng)在內(nèi)的媒體表示,“后摩爾時代”正式來臨。在他看來,“產(chǎn)業(yè)技術不是科研機構轉(zhuǎn)化后的應用開發(fā),而是引導科研的原始動力之一?!痹诩呻娐返汝P鍵核心技術領域,要補充搭建以產(chǎn)業(yè)技術為導向的科技文化,讓技術研發(fā)與市場應用“相互借力”。
會的多位行業(yè)人士也表示,集成電路產(chǎn)業(yè)開放發(fā)展合作共贏是必然選擇。尤其是關鍵設備的開發(fā)涉及到眾多科學技術及工程領域,不能把單點突破架在“沙灘”上,應全產(chǎn)業(yè)鏈集成努力。
在演講中,吳漢明指出,中國集成電路產(chǎn)業(yè)正在面臨兩大壁壘:政策壁壘和產(chǎn)業(yè)性壁壘,前者包括巴統(tǒng)和瓦森納協(xié)議,后者則體現(xiàn)在世界的半導體龍頭得益于早期布局,所積累的豐富知識產(chǎn)權,對中國半導體這樣的后來者形成專利護城河,這些都給中國半導體提出了巨大的挑戰(zhàn)。集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的環(huán)節(jié)繁多,重點三大“卡脖子”制造環(huán)節(jié)包括了工藝,裝備/材料,設計IP 核/EDA 。吳漢明提到,國內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在多方面短板,例如在檢測設備領域,我國企業(yè)很少涉足,因此國內(nèi)產(chǎn)業(yè)在該領域的發(fā)展幾乎空白;在半導體材料方面,我國光刻膠、掩膜版、大硅片產(chǎn)品幾乎都要依賴進口;在裝備領域,世界舞臺上看不到中國裝備的身影。
以EUV光刻機為例,涉及到十多萬零部件,需要5000多供應商支撐,其中32%在荷蘭和英國,27%供應商在美國,14%在德國,27%在日本,這其實體現(xiàn)了全球化技術協(xié)作的結果。吳漢明提到,自主可控重要,但與此同時這個行業(yè)也是全球性的行業(yè)。在這其中,“我們有哪些環(huán)節(jié)拿得住的?是我國研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心點?!?吳漢明關于光刻機的話題,也引發(fā)了現(xiàn)場中芯國際CEO趙海軍的一番感慨。
趙海軍提到,荷蘭光科技ASML首席技術官Martin van Der Brink此前來上海參觀,并對他說,“差距大概是20年”。但趙海軍認為:“20年的差距不需要20年追趕。想要一下子超過去很難,但是可以每次一點點遞進?!?趙海軍提到, ASML有多牛,還有一點在于別人已經(jīng)不做這個領域了,但它依然堅持做下去。吳漢明院士以目前的芯片制造工藝為例,談到目前面臨的三大挑戰(zhàn),其中基礎挑戰(zhàn)是精密圖形;核心挑戰(zhàn)是新材料,提到每種材料都需要數(shù)千次工藝實驗,新材料支撐性需要性能提升;終極挑戰(zhàn)則是提升良率。除了技術以外,晶圓廠、研發(fā)和設計成本也是芯片產(chǎn)業(yè)面臨的另一重大挑戰(zhàn)。“雖然芯片的難度和成本一直增加,但趨緩的摩爾定律給追趕者帶來機會”,吳漢明表示,在這些挑戰(zhàn)下,先進系統(tǒng)結構、特色工藝和先進封裝在芯片制造方面結合運用,可以使我國在芯片制造領域大有可為。他援引數(shù)據(jù)稱,10納米節(jié)點以下先進產(chǎn)能占17%,83%市場在10納米以上節(jié)點,創(chuàng)新空間巨大。
在先進制程研發(fā)不占優(yōu)勢的情況下,我國可以運用成熟的工藝,把芯片的性能提升。也正是因此他提出一個觀點:本土可控的55nm芯片制造,比完全進口的7nm更有意義。吳漢明還針對我國半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出了建議。例如,要樹立以產(chǎn)業(yè)技術為導向的科技文化,技術成果全靠市場鑒定,以及要加速舉國體制下的公共技術研發(fā)平臺建設,發(fā)揮“集中力量辦大事”的優(yōu)勢,進一步搭建有利于我國在此領域可持續(xù)發(fā)展的全球化創(chuàng)新途徑成為關鍵任務。
他還對記者提到,“忽悠式”的芯片投資或許過熱,但真正做芯片的還是非常緊缺,中國的芯片投資遠沒有過熱,尤其要重視產(chǎn)業(yè)鏈的本土化,要讓制造產(chǎn)能實現(xiàn)增長,至少增長率要高于全球。
趙海軍也認同,目前的芯片過熱并不是本質(zhì)。據(jù)統(tǒng)計,產(chǎn)能排名前五的晶圓廠包括三星、臺積電、美光、SK海力士和鎧俠Kioxia,中國大陸沒有企業(yè)位列其中。隨著科技的發(fā)展,芯片的產(chǎn)能需求會越來越高,國內(nèi)芯片市場需求和制造能力的差距依然很大。
吳漢明此前曾表示:“如果不加速發(fā)展,未來中國芯片產(chǎn)能與需求的差距,將拉大到至少相當于8個中芯國際的產(chǎn)能?!?/p>