中國集成電路創(chuàng)新聯(lián)盟理事長曹健林:根據(jù)自身需求定義中國集成電路發(fā)展路徑

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫
中國應(yīng)根據(jù)自身的獨特需求,探索一條經(jīng)濟上更可行、成本更低、更為可靠的發(fā)展路徑。

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隨著《美國芯片法案》、《歐洲芯片法案》的推出,半導(dǎo)體芯片的“去全球化”趨勢愈發(fā)明顯。復(fù)雜的國際政治經(jīng)濟環(huán)境,使得半導(dǎo)體發(fā)展面臨了前所未有的難題。在全球科技的廣袤舞臺上,芯片產(chǎn)業(yè)無疑是一顆璀璨的明珠,而中國芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展之路也同樣充滿了坎坷與挑戰(zhàn)。

集成電路產(chǎn)業(yè)具有高度系統(tǒng)復(fù)雜性特征,其關(guān)鍵核心技術(shù)的突破高度依靠體系化能力支撐,更是涉及多種學(xué)科。集成電路創(chuàng)新是集知識產(chǎn)權(quán)(IP)核、設(shè)備、材料、設(shè)計、制造、封測各產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)于有機整體的系統(tǒng)性創(chuàng)新,其全球角逐實則為各國現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系能力之爭。集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)具有高投入、長周期、知識嵌入性強、技術(shù)復(fù)雜度高等特征,技術(shù)創(chuàng)新突破高度依賴產(chǎn)業(yè)體系。隨著全球?qū)I(yè)化分工加深使得知識的生產(chǎn)和傳播方式愈加多元復(fù)雜,集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新更加依賴創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈各主體間的密切協(xié)作。另一方面,高度復(fù)雜的新技術(shù)和實驗室“樣品”需要在實踐中不斷測試、試錯來積累經(jīng)驗數(shù)據(jù)、迭代優(yōu)化、提高良率,以跨越成果轉(zhuǎn)化的“鴻溝”、實現(xiàn)大規(guī)模商用的市場價值,這一過程更是離不開產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系的協(xié)同支持。

在第八屆國際先進光刻技術(shù)研討會期間,中國集成電路創(chuàng)新聯(lián)盟理事長曹健林研究員接受了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫訪問。作為產(chǎn)業(yè)界的資深專家,他深刻解讀了我國當(dāng)前集成電路產(chǎn)業(yè)面臨的現(xiàn)狀,闡釋了我國集成電路產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展路徑,以及光刻產(chǎn)業(yè)等相關(guān)領(lǐng)域的進展。

國際環(huán)境驅(qū)動自立自強

自新中國成立以來,發(fā)達國家始終對我國實施出口管制政策。在不同的歷史階段,出口管制的內(nèi)容和范圍也在不斷演變與調(diào)整。特別是自2017年起,這種限制的力度與廣度呈現(xiàn)出逐步增強的趨勢。

2022年10月,美國商務(wù)部首次發(fā)布了針對中國的芯片出口限制法規(guī),禁止美國制造商向中國出售一些用于人工智能應(yīng)用的芯片以及相關(guān)設(shè)備。

一年后,美國擴大政策范圍,限制英偉達、AMD等美國芯片公司向中東、非洲和亞洲等40多個國家和地區(qū)出口人工智能芯片(必須先獲得出口許可證),以防止一些中間商將芯片轉(zhuǎn)移到中國。

但這些限制反而更加堅定了我們自主創(chuàng)新、自立自強的決心,實際上加快了我國芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。曹健林引用了唐代詩人劉禹錫的名句形容:“舊時王謝堂前燕,飛入尋常百姓家”。他強調(diào),“中國人民正全力以赴,不斷突破國外的技術(shù)限制。”

“隨著半導(dǎo)體制程從110nm、90nm、45nm、28nm一路演進至14nm,光刻技術(shù)的研發(fā)不僅自身至關(guān)重要,其對其他相關(guān)領(lǐng)域如精密機械、光學(xué)以及材料科學(xué)的推動作用同樣顯著。從某種程度上說,中國擁有全球最為龐大的基礎(chǔ)學(xué)科研究人員隊伍。若缺乏實際需求,這些研究人員也不會如此積極地攀登基礎(chǔ)科學(xué)的高峰”,曹健林進一步指出,“國外技術(shù)的限制實際上為國內(nèi)創(chuàng)造了迫切的需求,這一需求有效地推動了我國基礎(chǔ)技術(shù)的研究與發(fā)展。”

有效需求牽引產(chǎn)業(yè)增長

高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展往往源自需求的強勁拉動。針對中國作為人口大國卻在集成電路產(chǎn)業(yè)上相對落后的問題,曹健林分析到:“雖然中國人口眾多,需求龐大,但過去卻一直缺乏有效需求。”

但如今的中國已非昔日可比,不僅擁有龐大的市場,更擁有巨大的內(nèi)需潛力。自2008年起,中國集成電路行業(yè)步入高速發(fā)展軌道,時至今日,我國已成為全球集成電路產(chǎn)品終端生產(chǎn)的領(lǐng)頭羊。這一蓬勃發(fā)展的態(tài)勢,根本動力源自國內(nèi)需求的強勁拉動。據(jù)海關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2021年中國集成電路進口額高達4325.5億美元,而到了2022年,該進口額降至4156億美元,同比減少了約4%。這一變化正是得益于國內(nèi)需求帶動國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)取得巨大的增長。

談及2008年以來中國集成電路與電子信息產(chǎn)業(yè)及技術(shù)的迅猛發(fā)展,曹健林認為背后有兩個關(guān)鍵因素。一是我國設(shè)立了重大專項,力求在某些領(lǐng)域取得突破。二是2008年全球金融危機的影響,許多發(fā)達國家及其大型企業(yè)陷入困境,他們?yōu)榱松?,紛紛轉(zhuǎn)向中國市場,推銷以往不愿出售的技術(shù)和產(chǎn)品。這對我們而言無疑是個機遇,我們得以與他們進行談判,并成功引進了一些技術(shù)。盡管后來合作之門逐漸關(guān)閉,甚至更加緊閉,但他們已深知與中國合作的好處。

光刻機技術(shù)主要涉及精密機械、光學(xué)、材料科學(xué)及控制技術(shù)這四個關(guān)鍵學(xué)科領(lǐng)域,而在這些學(xué)科的人才培養(yǎng)上,我國無疑是全球規(guī)模最大的。曹健林曾長期在中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所深耕光學(xué)領(lǐng)域,他指出,光刻機是將精密機械與光學(xué)技術(shù)的頂尖水平高度融合于設(shè)備之中的產(chǎn)物。當(dāng)前,得益于現(xiàn)實需求的強勁驅(qū)動,相關(guān)研究已獲得了項目的有力支持。隨著以光刻設(shè)備為代表的高端裝備制造業(yè)的蓬勃發(fā)展,各國都在探索并實踐著符合自身特色的發(fā)展路徑。

整合“三支隊伍”力量

中國政府一直在工業(yè)基礎(chǔ)升級方面不懈努力,成為全球公認的快速發(fā)展國家之一。雖然目前在集成電路領(lǐng)域已經(jīng)取得了一定程度的進展,但仍與發(fā)達國家存在差距。至于下一步發(fā)展的建議,曹健林認為主要有兩點需要進一步優(yōu)化和提升。

第一,這類重大國家項目需要得到長期穩(wěn)定的支持??v觀全球,此類項目起初皆由國家扶持,并在不同發(fā)展階段以不同形式繼續(xù)獲得支持。以美國為例,盡管他們時常對其他國家的政策指手畫腳,但實際上,他們也在推行新的國家計劃,據(jù)稱將投入數(shù)千億資金。

第二,強化不同主體間的合作與協(xié)同創(chuàng)新。我國擁有眾多掌握基礎(chǔ)技術(shù)的人才,但在高端裝備領(lǐng)域,由于過去需求不足,專業(yè)人才隊伍相對較小。同時,隨著Fab廠(集成電路制造工廠)在中國的不斷增多,使用這些裝備的人才隊伍也在逐漸壯大。要真正提升裝備水平,需要把裝備使用、裝備制造和裝備相關(guān)技術(shù)研發(fā)的“三支隊伍”有效結(jié)合起來。要更加注重三支隊伍的協(xié)同整合,避免在關(guān)注某一支隊伍時忽視了其他隊伍的發(fā)展。

他強調(diào),理想的體制機制應(yīng)能有效整合裝備使用者、裝備制造者及裝備技術(shù)相關(guān)人員這三方力量。當(dāng)前,盡管我們培養(yǎng)的人才不少,但缺乏能將這三者緊密結(jié)合的實際項目和任務(wù)。若能更有效地組織起這些實際任務(wù),我們的發(fā)展步伐將會更加迅速。

重新定義發(fā)展路徑

談到未來十年中國集成電路的發(fā)展前景時,曹健林認為,中國擁有一個獨特優(yōu)勢,即中國在終端產(chǎn)品制造上處于世界領(lǐng)先地位,如新能源、家電產(chǎn)業(yè)等。

鑒于此,曹健林呼吁中國應(yīng)該有能力開拓自己的道路。他提到,這條道路的核心在于,中國應(yīng)根據(jù)自身的獨特需求,探索一條經(jīng)濟上更可行、成本更低、更為可靠的發(fā)展路徑。換言之,我們需要定義并追求符合中國國情的發(fā)展路徑。結(jié)合現(xiàn)有的“一帶一路”倡議,考慮到世界上還有許多發(fā)展中國家,其人口眾多,可以利用電子信息技術(shù)的全球化趨勢,與發(fā)達國家曾經(jīng)引領(lǐng)的全球化并行發(fā)展,甚至在某些方面發(fā)揮引領(lǐng)作用。我們完全有條件將這條新的發(fā)展路徑和過去發(fā)達國家引領(lǐng)的全球化道路共同走好。

不過,曹健林也指出,“限制中國的主要力量來自發(fā)達國家的一些政治家。他們真的愿意這樣做嗎?或許這能為他們贏得選票或大財團的支持,但事實上,包括中小企業(yè)、科學(xué)家和技術(shù)工作者在內(nèi)的廣大發(fā)達國家人民,都深知科學(xué)技術(shù)原則上應(yīng)造福全人類,沒有國界限制,通過交流能共同提高。”

因此,曹健林認為,除了少數(shù)政治家外,這些發(fā)達國家的科技界和企業(yè)界絕大部分都愿意與中國交流。事實上,我們也在積極推動這種交流。為了促進這種交流,我們應(yīng)創(chuàng)造條件,比如為他們到中國交流訪問、參加學(xué)術(shù)活動提供便利。如果他們愿意在中國設(shè)立合資企業(yè)進行技術(shù)交流,我們至少應(yīng)給予國民待遇,確保他們享有與我們相同的權(quán)益。

最后,我們國家也應(yīng)積極“走出去”。除了產(chǎn)品出口外,我們應(yīng)創(chuàng)造條件讓科學(xué)家和企業(yè)有更多機會參加國際會議和展會,與發(fā)達國家的同行進行更深入的交流。盡管近年來由于疫情和國際環(huán)境變化,一些發(fā)達國家政治人物發(fā)表了不友好的言論,但越是在這種情況下,我們越應(yīng)堅定開放,讓我們的人員敢于走出去,繼續(xù)與世界各國進行友好交流。

中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)道阻且長,行則將至。

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