產業實力增強 中國集成電路變道超車存機遇

　　6月9日，工業和信息化部電子信息司司長喬躍山在2021世界半導體大會上指出，2020年，我國集成電路產業規模達到8848億元， “十三五”期間年均增速近20%，為全球同期增速的4倍。同時，我國集成電路產業在技術創新與市場化上取得了顯著突破，設計工具、制造工藝、封裝技術、核心設備、關鍵材料等方面都有顯著提升。

　　據中國工業報了解，在全球面臨 “芯片荒”的背景下，在南京舉辦的、為期3天的2021世界半導體大會格外引人注目，會議熱點聚焦中國集成電路產業發展的諸多問題，眾多專家從自身研發的角度出發積極探索產業新的應對方向。

　　中國集成電路產業實力不斷增強

　　賽迪顧問股份有限公司副總裁李珂介紹，“十三五”期間，中國集成電路的進口年均增速是8.8%，而出口是11%，從側面反映中國的集成電路企業實力或者產業實力在不斷增強，正向著持續改善或健康的方向發展。

　　“十三五”期間，IC設計的增速22.3%，保持快速發展的勢頭，產業規模約為3000多億元；芯片制造業的增速為23.2%，芯片設計的增速為23.3%。2020年，中國集成電路產業規模約為8848億元。李珂說： “短短4年，中國集成電路產業規模翻番，這是我們成功的一面。”

　　據了解，在新冠疫情的影響下，2020年全球半導體市場依然增長6.8%。李珂表示，由于 “十三五”期間中國芯片制造行業的快速發展，有力支撐中國整個集成電路產業的發展，也為供應鏈安全、產業鏈安全提供了堅實保障。

　　AMD全球高級副總裁、大中華區總裁潘曉明指出，半導體市場規模正在快速擴大，截至2020年第四季度的數據，全球半導體市場的總規模達到4500億美元，相較2019年的4190億美元實現了較高的增長。

　　技術創新與市場化取得顯著突破

　　去年8月，國務院印發了 《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展若干政策》，從財稅、投融資、研究開發、進出口、人才、知識產權、市場應用、國際合作等方面對集成電路產業給予扶持。

　　喬躍山指出，中國是全球主要的電子信息制造業的生產基地，也是全球規模最大、增速最快的集成電路市場。當前，全球半導體產業進入重大調整期，風險與機遇并存，而開放融通是不可阻擋的歷史趨勢。中國積極融合全球的資源，從市場、資金、技術、人才等多個層面深化國際合作，推進產業鏈上下游開放協同發展，已經成為全球產業生態不可或缺的組成部分。

　　喬躍山強調，在中國經濟穩健增長的態勢下，在5G、云計算、物聯網、人工智能、智能網聯汽車等新型應用的驅動下，中國集成電路市場需求仍將持續增長，重要性進一步提升。

　　李珂表示，新興應用場景將對我國集成電路產業形成新發展格局產生巨大帶動效應；同時，新材料和新架構的顛覆性技術，將成為后摩爾時代集成電路產業的主要選擇。

　　芯片制造工藝面臨技術挑戰

　　顯然有專家同意李珂的看法。 “后摩爾時代的產業技術發展趨緩，給追趕者創新空間和追趕機會。”中國工程院院士、浙江大學微納電子學院院長吳漢明表示，目前芯片制造工藝在技術層面上面臨三大挑戰，分別為：精密圖形是芯片制造工藝的基礎挑戰；新材料是芯片制造工藝的核心挑戰；良率的提升是芯片制造工藝的終極挑戰。

　　吳漢明認為，既然先進工藝的研發之路很難走，那么包括設計公司在內的業界用戶就更應該關心系統性能，因為 “成熟工藝+異構集成”同樣可以大幅增強產品性能。目前國內有一家新創立的公司采用40納米工藝，通過異構集成提升了性能，用比較成熟的工藝做出了比較先進的系統。

　　在吳漢明看來，這代表著后摩爾時代的技術延伸和發展方向。

　　潘曉明也指出，在半導體的發展歷程中，摩爾定律發揮了關鍵作用，帶來了集成電路性能的顯著提升。當前，摩爾定律正在明顯放緩，平均每3年晶體管密度才能增加1倍，每3.6年能效才能增長1倍。他強調，集成電路新制程的成本正在顯著增加，CPU性能的提升不能僅僅依賴于制程的進步，后者對性能提升的貢獻率已降至40%左右，而應該更加注重設計、架構和平臺的優化，制定長期的技術路線圖，不斷迭代CPU和GPU產品，滿足市場對算力持續增長的需求。

　　變道超車成發展新機遇

　　中國科學院院士、上海交通大學黨委常委、副校長毛軍發表示，中國集成電路落后有三大原因：一是射頻電子設計自動化 (E－DA)落后，現階段研究算法的多，但沒有形成有規劃、集成的發展能力；二是裝備落后，這主要是受整體能力和市場環境等多方面因素影響；三是器件與電路落后，主要表現在材料落后、工藝精細度和穩定性不足。

　　目前，芯片有兩條主要發展路線：一是延續摩爾定律；二是繞道摩爾定律。現在摩爾定律面臨一些挑戰，包括物理極限、技術手段和經濟成本挑戰。繞道摩爾定律有很多途徑，毛軍發認為途徑之一就是異質集成電路，可能也是中國半導體集成電路變道超車發展的新機遇。

　　毛軍發介紹說，半導體異質集成電路就是將不同工藝節點的化合物半導體高性能器件或芯片、硅基低成本高集成器件成芯片，與無源元件或天線，通過異質鍵合成或外研生長等方式集成實現的。

　　毛軍發指出，異質集成電路優點明顯，能實現強大的復雜功能、優異的綜合性能，突破單一半導體工藝的性能極限。同時，靈活性大、可靠性高、研發周期短，可以實現小型化、輕質化，對半導體設備要求相對比較低，不受EUV光刻機限制。(經曉萃)

　　轉自：中國工業報

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