3月30日，由AspenCore主辦的2023國際集成電路展覽會(huì)暨研討會(huì) (IIC)同期峰會(huì)——2023中國IC領(lǐng)袖峰會(huì)在上海國際會(huì)議中心召開。
 
在峰會(huì)上，中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)IC設(shè)計(jì)分會(huì)理事長，清華大學(xué)集成電路學(xué)院教授魏少軍博士帶來《集成電路發(fā)展中的“正”與“奇”》的主題演講，以視頻的形式圍繞“正”和“奇”兩個(gè)點(diǎn)分享了他對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，如何能夠守正出奇來發(fā)展中國集成電路的一些思考。
 

 
“我國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要審時(shí)度勢，遵循一種客觀規(guī)律”，魏少軍教授基于這個(gè)角度從多個(gè)方面分享了一些對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的觀點(diǎn)和看法。
 
從通信標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，到供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)的全球化 

魏教授表示，移動(dòng)通信如今已經(jīng)走到第五代，30年前我們還處在第一代移動(dòng)通信，此后出現(xiàn)了GSM和CDMA這兩個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)。到第三代移動(dòng)通信時(shí)又推出了WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)，自此移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一這件事情開始成為全世界關(guān)注的焦點(diǎn)。因此發(fā)展到了后面的LTE，直到第五代移動(dòng)通信實(shí)現(xiàn)了全面統(tǒng)一，以及未來第六代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的同一趨勢。
 

 
可見，如果移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)不能統(tǒng)一就不能實(shí)現(xiàn)全球通信，因此也正是因?yàn)橐苿?dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，最終促進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)走向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，以及隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，出現(xiàn)了ARM+安卓，或者ARM+IOS產(chǎn)品技術(shù)的統(tǒng)一。在電腦方面由于英特爾CPU占主導(dǎo)地位加上微軟操作系統(tǒng)，也實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一。
 
因此我們看到，隨著移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，事實(shí)上使得互聯(lián)網(wǎng)在全球無論是固網(wǎng)還是移動(dòng)通信上都實(shí)現(xiàn)了全球性產(chǎn)品技術(shù)的統(tǒng)一。而產(chǎn)品技術(shù)的統(tǒng)一又促進(jìn)了全球供應(yīng)鏈產(chǎn)業(yè)化，比如美國設(shè)計(jì)的芯片，可以在中國臺(tái)灣加工，然后放到馬來西亞封裝，中國組裝的iPhone又送到全世界，這樣一種供應(yīng)鏈全球化和產(chǎn)業(yè)鏈全球化帶來的就是全球經(jīng)濟(jì)的繁榮。
 
從上述移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，到互聯(lián)網(wǎng)以及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)全球化的角度來看，其本質(zhì)都是一個(gè)規(guī)律性的東西。倘若違背這樣的規(guī)律，就是違背事物發(fā)展的規(guī)律，是一逆潮流的行為。
 
摩爾定律，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)不斷向前 

摩爾定律的誕生意味著我們有了一種方法能夠持續(xù)不斷地在后來幾十年中促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，持續(xù)推動(dòng)芯片等比例縮小和集成化程度的提升。
 

 
魏少軍表示，過去40年有很多東西消失了，這些東西消失并不是說他們的功能消失了，而是這些功能都被集成進(jìn)了手機(jī)，通過手機(jī)芯片加上運(yùn)行的軟件實(shí)現(xiàn)了眾多各種各樣的功能，因此有一句話叫，芯片能夠參與競爭的任何技術(shù)，最終都不可避免地成為失敗者。
 

 
當(dāng)今電子信息技術(shù)時(shí)代的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律告訴我們，電子信息技術(shù)一定要采用集成電路，一定要采用芯片，如果你違背這樣的規(guī)律，你的產(chǎn)品就沒有競爭力。
 
集成電路產(chǎn)業(yè)需要持續(xù)創(chuàng)新 

從原來的幾顆晶體管到現(xiàn)在幾百億顆晶體管發(fā)展過程中，銅互連、浸沒式光刻、EUV、新材料以及新器件等一系列新技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)集成電路的發(fā)展。這些創(chuàng)新也是集成電路發(fā)展當(dāng)中的一個(gè)重大規(guī)律。
 
魏少軍提到，在芯片制造工藝中存在三大挑戰(zhàn)：除了大家熟悉的光刻技術(shù)的基礎(chǔ)挑戰(zhàn)外，核心挑戰(zhàn)還在于新材料和新工藝方面。過去幾十年當(dāng)中，如果看到圖形縮小性能不變的情況，光刻技術(shù)的作用是有限的，真正起作用是很多新材料和新工藝的出現(xiàn)，因此成套工藝研發(fā)的主旋律是新材料、新工藝。但芯片制造工藝的終極挑戰(zhàn)是提升良率，這需要大量的工程創(chuàng)新才能實(shí)現(xiàn)。創(chuàng)新在集成電路的發(fā)展當(dāng)中是一個(gè)重要的規(guī)律，我們不能夠離開創(chuàng)新。
 

 
在這個(gè)情況下，充足的創(chuàng)新投入是半導(dǎo)體企業(yè)成長壯大的不二選擇。
 

 
在中國22家科創(chuàng)板上市的設(shè)計(jì)企業(yè)中，2021年企業(yè)的平均毛利率大概是47%左右，比美國企業(yè)平均62%的毛利低了15個(gè)百分點(diǎn)。中國企業(yè)平均研發(fā)投入為25.5%，比美國半導(dǎo)體企業(yè)17%的研發(fā)投入高了8.5個(gè)百分點(diǎn)，可見中國企業(yè)對(duì)于研發(fā)投入是很重視的。
 
但問題出在中國企業(yè)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模上，科創(chuàng)板這22家企業(yè)的研發(fā)投入加起來只有10.8億美元。今天做一顆5nm芯片的成本大約需要投入2.5億美元，那因此10.8億美元的全部投入加起來也不足幾顆。由于創(chuàng)新投入不足，所以企業(yè)成長壯大并沒有想象那么好。這個(gè)例子證實(shí)如果在研發(fā)上不足，創(chuàng)新不夠，往前發(fā)展也會(huì)碰到很多困難。
 

 
據(jù)魏少軍教授介紹，2018年美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)為2260億美元，平均研發(fā)投入17%，毛利率62%。由于美國在研發(fā)費(fèi)用上的高額投入，使其有足夠的資金去去創(chuàng)新，并產(chǎn)出更好的技術(shù)，進(jìn)而再通過這些技術(shù)去占領(lǐng)市場，因此美國獲得了48%的市場份額。同時(shí)又由于其市場容量龐大，并且所占比例又很高，所以美國可以獲得更高的毛利，反過來又支持研發(fā)的投入，進(jìn)入了一種良性循環(huán)。中國目前由于總體研發(fā)投入不夠，成為一個(gè)比較大的問題。從這個(gè)規(guī)律上來看，研發(fā)投入是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展重要的一個(gè)影響因素。
 
以產(chǎn)品為中心，而非以加工為中心 

美國、日韓和歐盟的半導(dǎo)體企業(yè)是以IDM為主，而中國、中國臺(tái)灣以及新加坡等東亞國家和地區(qū)的企業(yè)不是IDM模式，而是通過代工和設(shè)計(jì)公司的模式來發(fā)展，因此產(chǎn)業(yè)模式上看到，在東亞和一些國家地區(qū)，主要是中國和中國臺(tái)灣、新加坡等地并不是以產(chǎn)品為中心的產(chǎn)業(yè)，而是以加工為中心，這個(gè)做法與我們真正追求的目標(biāo)是有距離的。
 

 
因?yàn)樵谌蚍秶?dāng)中，我們看到市場都是以產(chǎn)品作為基本的計(jì)算單位，盡管我們可以在加工能力方面做相應(yīng)的調(diào)整，也可以把我們自己排到世界前十，但是我們真正看到的是產(chǎn)品，我們產(chǎn)品所占的比重非常低，除了中國大陸之外，中國臺(tái)灣和新加坡其實(shí)在產(chǎn)品上對(duì)全球產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)不大，所以要以產(chǎn)品為中心，這也是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展當(dāng)中非常重要的一個(gè)理念，也是規(guī)律性的東西。
 

 
當(dāng)然我們不排除在發(fā)展過程中以客戶為中心，即在圍繞產(chǎn)品的發(fā)展過程中出現(xiàn)了從系統(tǒng)廠商轉(zhuǎn)向IDM又進(jìn)一步分化的產(chǎn)業(yè)變遷，這些都是希望更好的為客戶做服務(wù)，但客戶要的是產(chǎn)品，所以怎樣把整個(gè)產(chǎn)業(yè)調(diào)整到以產(chǎn)品為中心，我們還有很長的路要走。
 
產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律：半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)成不了“風(fēng)口上的豬” 

半導(dǎo)體有半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律，我們必須遵循產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律。
 
在這個(gè)過程中，我們看到有系統(tǒng)公司到IDM再到Fabless+Foundry等是自下向上的改變，同時(shí)也有企業(yè)嘗試把互聯(lián)網(wǎng)模式引入到集成電路領(lǐng)域，但結(jié)果令人唏噓。這也進(jìn)一步說明任何一個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展有內(nèi)在的客觀發(fā)展規(guī)律，我們不可違背。
 

 
魏少軍認(rèn)為，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)成不了風(fēng)口上的豬，這兩年由于資本的力量，又重新想把很多豬變成風(fēng)口上的豬，一些人也想借這個(gè)機(jī)會(huì)飛起來，能不能飛起來我們真的不知道，至少從現(xiàn)在來看，風(fēng)口上的豬下場都比較慘，所以我們還是要遵循產(chǎn)業(yè)發(fā)展的客觀規(guī)律。
 
全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈被人為打破 

魏少軍強(qiáng)調(diào)，近幾年來，我們看到有些違背客觀規(guī)律在發(fā)生，全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈正在被打破，這里面既有某些國家對(duì)國內(nèi)企業(yè)的打壓，也看到這些國家在疫情期間和過去發(fā)展過程中，由于去工業(yè)化造成的內(nèi)部空心化?，F(xiàn)在要調(diào)整，因此也在不斷地施壓全球重要集成電路生產(chǎn)廠商到這些國家去建廠發(fā)展，加強(qiáng)自身供應(yīng)鏈本身沒有問題，但不應(yīng)該通過損人利己的方式想把中國排除在全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈之外，無論是CHIP四方聯(lián)盟，還是三方達(dá)成的某些協(xié)議，其實(shí)這都是在違背全球供應(yīng)鏈發(fā)展的規(guī)律。
 
其實(shí)影響全球供應(yīng)鏈的因素有很多，包括成本、交貨期、能力、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、市場、經(jīng)濟(jì)、文化、社會(huì)、政治等等，這里面可能各種各樣因素在起作用，但是為什么能夠形成全球產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈，其根本就是利潤，全球化能夠給企業(yè)帶來利潤。
 

 
追求利潤的最大化是企業(yè)的天性，所以今天之所以能夠形成半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的全球供應(yīng)鏈，就是它實(shí)現(xiàn)了這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的利潤最大化，這一點(diǎn)應(yīng)該是在過去幾十年當(dāng)中發(fā)展的必然現(xiàn)象。
 
進(jìn)一步分析，從單個(gè)國家來看，為什么某個(gè)國家或者地方成為全球供應(yīng)鏈非常重要一環(huán)，其實(shí)剛開始也不是這樣，它的發(fā)展也是從學(xué)習(xí)、起步、成長、規(guī)模、成熟，最終發(fā)生轉(zhuǎn)移，我們看到全球供應(yīng)鏈從美國轉(zhuǎn)到歐洲，歐洲轉(zhuǎn)到日本，日本轉(zhuǎn)到中國臺(tái)灣，現(xiàn)在轉(zhuǎn)到中國大陸，這都是有客觀規(guī)律，沒有一個(gè)地方能夠完整持續(xù)下去，可能有些地方長一點(diǎn)，有些地方短一點(diǎn)。
 
從全球角度來看，追求利潤最大化是能夠形成供應(yīng)鏈全球化最重要的根本動(dòng)力。這里面很重要的就是要各個(gè)環(huán)節(jié)利益都得到滿足，其中，政府的支持和市場的驅(qū)動(dòng)是非常重要的兩個(gè)因素，但是本質(zhì)上是產(chǎn)業(yè)的自發(fā)行為，它不是人為的，完全靠人為做不到，而且需要漫長和艱難的過程。比如現(xiàn)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)過了幾十年發(fā)展，這里面必然推動(dòng)產(chǎn)業(yè)從成本高的國家和地區(qū)向成本低的國家和地區(qū)遷移，必然會(huì)帶來技術(shù)從發(fā)起國家地區(qū)向目的地國家和地區(qū)轉(zhuǎn)移，必然促進(jìn)目的地國家和地區(qū)知識(shí)和能力的提升，也必然促進(jìn)目的地國家和地區(qū)競爭力的提升，當(dāng)然最終導(dǎo)致目的地國家和地區(qū)對(duì)發(fā)起國家和地區(qū)產(chǎn)生一些反噬，這是不可避免的。
 

 
因此，如果違背這個(gè)規(guī)律，必然會(huì)帶來市場碎片化、技術(shù)分裂、標(biāo)準(zhǔn)多樣化、產(chǎn)品碎片化和成本上升，因此最終導(dǎo)致全產(chǎn)業(yè)鏈利潤下降。所以說，全球供應(yīng)鏈被打破是罔顧半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律的惡招。
 
守正才能出奇 

那么中國集成電路應(yīng)該怎么辦呢？很簡單，就是守正才能出奇，所謂守正就是守住正確的東西，人間正道是滄桑，要遵循產(chǎn)業(yè)規(guī)律，出奇就是要出奇兵，要有創(chuàng)新。但是這兩者之間是有關(guān)系的，守正才能出奇，不守正出的奇早晚會(huì)被淘汰掉。
 

 
魏少軍分別以浸沒式光刻機(jī)、軟件定義芯片和異質(zhì)堆疊集成技術(shù)發(fā)展為例，進(jìn)一步揭示了“守正才能出奇”的含義。中國在當(dāng)前受到制約的背景下，需要思考守正出奇的思路，也許會(huì)有令人非常驚喜的結(jié)果。
 
中國正走在自立自強(qiáng)的正確道路上 

中國發(fā)展這么多年來一直在做產(chǎn)業(yè)升級(jí)，技術(shù)從低到高從勞動(dòng)密集型轉(zhuǎn)向智力密集型，生產(chǎn)率，產(chǎn)業(yè)鏈從低端向高端去走重要性從邊緣向核心，競爭力不斷提升。當(dāng)然我們看到其他國家，特別是西方國家他們前期空心化的程度比較高，現(xiàn)在也在產(chǎn)業(yè)重建，這個(gè)產(chǎn)業(yè)重建應(yīng)該說跟我們正好是完全相反的。其實(shí)無論是哪種方式，在實(shí)際過程中都不太容易。
 

 
但是，中國的優(yōu)勢在于有龐大的市場，加上中國有良好的基礎(chǔ)。中國作為世界工廠的現(xiàn)狀不太會(huì)改變，新中國成立以后，中國以最大的力度，在最短的時(shí)間內(nèi)在工業(yè)里大手筆的投入造就了最早的基礎(chǔ)。中國從工業(yè)門類來說是世界上最全的。中國正是利用龐大的內(nèi)需市場，在外需市場出現(xiàn)問題的時(shí)候，來使得在中國工廠保持平穩(wěn)，這也是在中國建廠的特點(diǎn)。
 
從全球角度來看，歐美目前處于空心化的狀態(tài)，印度有潛力但還沒達(dá)到實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的水平。因此在短期內(nèi)，世界還是要看中國如何發(fā)展。中國現(xiàn)在的產(chǎn)業(yè)從沿海地區(qū)向中部地區(qū)、西部地區(qū)逐漸遷移，留下了廣大的戰(zhàn)略空間。所以違背世界發(fā)展的規(guī)律、經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)律，不斷打壓中國是不合適的。當(dāng)然對(duì)中國來講，受到打壓也是客觀現(xiàn)象，所以中國半導(dǎo)體需要做的，就是守正，然后出奇，在發(fā)展當(dāng)中形成我們自身的競爭力。

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