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清華微電子所所長:中國芯片業(yè)的大實(shí)話
關(guān)鍵字:本文轉(zhuǎn)自:微信公號“中國經(jīng)濟(jì)大講堂”
中國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度非???,但跟國際先進(jìn)水平的差距還相當(dāng)大,瓶頸是人才,不僅質(zhì)量難以滿足需求,連數(shù)量都難以滿足需求。
“集成電路并不是一個能夠遍地開花的事情。我曾經(jīng)到了一個地方,這個地方領(lǐng)導(dǎo)說,我們下決心了,要把集成電路做上去,在我們這里建個集成電路廠。我就說,恐怕不行,你這里沒錢。我一說沒錢呢,人家很不高興,馬上就說你怎么知道我沒錢?跟旁邊的人說,我給你50個億,你給我把這個事情做起來!我就跟他說,恐怕后面還要再加個0?!?
“有些同志很擔(dān)心,說我們買了這么多的芯片,萬一哪天人家不賣給我怎么辦呢?這是不是受制于人等等,對吧?有這種擔(dān)心很自然,但是如果我們換位思考一下,作為生產(chǎn)供應(yīng)商來說他們會擔(dān)心什么呢?他們也會很擔(dān)心。曾經(jīng)有一個外國朋友問我,他說你們買了我們這么多芯片,哪天你們要不買了的話我們怎么辦?大家會心地一笑?!?
直擊我國芯片產(chǎn)業(yè)當(dāng)前的“痛點(diǎn)”,探索芯片產(chǎn)業(yè)突破性高質(zhì)量發(fā)展之路,重量級專家魏少軍為您深度解讀《高質(zhì)量發(fā)展如何從“芯”突破?》。
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誰締造了芯片奇跡?
集成電路是一種芯片,我們天天都在用,比如說家庭當(dāng)中用到的集成電路有三百塊之多。我們在自己家里修一些電器的時候,你可以看見有很多黑黑的方塊,這些黑黑的方塊是什么?就是我們說的集成電路和芯片。
這里面有大量的集成電路的基本元件,叫晶體管,可能有幾十億支甚至上百億支。晶體管的原理非常簡單,但是真正要把這樣的晶體管發(fā)明出來,人類還是經(jīng)過了非常長時間的探索。
我們知道,世界上第一臺電子計算機(jī)是1945年在美國的賓夕法尼亞大學(xué)發(fā)明的,我們用的是所謂的電子管,大概直徑在兩公分左右,高度有個五、六公分,通上電以后它會發(fā)亮,像個燈泡似的。
這樣的電子計算機(jī)用了17500支電子管,很多,但這個電子管的可靠性非常差,六分多鐘就燒壞一支,一旦燒壞了怎么辦呢?就得去換。
換的時候,計算機(jī)的機(jī)房里的一些女士就要跑去把電關(guān)了,換一支電子管,再重新開機(jī)。這樣的一個計算機(jī)使用效率是非常低的,因此我們迫切的需要能找到一種能代替電子管的元器件。
1947年在美國貝爾實(shí)驗室,有三位科學(xué)家就發(fā)明了后來我們稱之為晶體管的這種新的元器件,這三位科學(xué)家一個叫肖克利,一個叫巴丁,還有一個叫布萊坦,這三位科學(xué)家在1956年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。
這個晶體管發(fā)明以后,我們看到它比起我們所熟知的電子管要小了很多,比一個黃豆還小,甚至像一個芝麻粒一樣,可靠性非常高,而且它反應(yīng)速度很快。
在1954年,美國貝爾實(shí)驗室用800支晶體管組建了世界上第一臺晶體管的計算機(jī),這臺計算機(jī)是給B—52重型轟炸機(jī)用的,它耗電量只有100瓦,最重要它的運(yùn)算速度非???,達(dá)到每秒鐘100萬次。
晶體管非常好,但是大家還在想,我是不是能把晶體管做得更小?為什么呢?你用這么多晶體管,它還是有焊點(diǎn),焊點(diǎn)會虛焊,有了虛焊以后可靠性變差,那么我們是不是可以找到可靠性更好的東西呢?所以后面我們就出現(xiàn)了集成電路,也就是今天我們要講的芯片。
1958年9月12日,由當(dāng)時在美國德州儀器公司的一個青年工程師,他叫杰克·基爾比,發(fā)明了集成電路的理論模型。
1959年,當(dāng)時在仙童公司工作的一個叫鮑勃·諾伊斯的人,也是后來英特爾公司創(chuàng)始人,他就發(fā)明了今天我們都在用的集成電路的制造方法——掩膜版曝光刻蝕技術(shù)。
所以我們今天講來講去,其實(shí)我們用的技術(shù)是六十年前發(fā)明的技術(shù),只是我們今天不斷地在規(guī)模上、精度上變小而已,這兩位科學(xué)家發(fā)明的集成電路對人類的影響是非常巨大的。
在集成電路發(fā)明了42年以后, 杰克﹒基爾比獲得了2000年的諾貝爾物理學(xué)獎,非常可惜的是鮑勃﹒諾伊斯那個時候已經(jīng)過世了,所以他沒有得到諾貝爾獎。
1962年,當(dāng)時國際商用機(jī)器公司,也就是IBM,開始用集成電路來制造計算機(jī),1964年在全球發(fā)布了一個系列6臺計算機(jī),起名叫做IBM360,功能極其強(qiáng)大,完成科學(xué)計算、事務(wù)處理等各種各樣的內(nèi)容。
又過了幾年,英特爾公司有一位年輕的科學(xué)家,這個科學(xué)家叫泰德·霍夫,他設(shè)計了世界上第一款微處理器,就叫英特爾4004。
這個微處理器剛開始出生的時候,身世沒有那么高大上,是給計算器用的,是一家日本公司去找英特爾公司,讓英特爾公司幫忙設(shè)計一個芯片。
所以英特爾公司它們玩命去干,最后設(shè)計給了一家叫必思康的日本公司,做計算器。
1981年的時候,也就是十年之后,IBM組織了一個團(tuán)隊,跑到佛羅里達(dá)去開發(fā)了一個到今天影響全世界、全人類的重大產(chǎn)品,就是個人電腦,后來我們稱為叫PC。當(dāng)時用的是英特爾的8088微處理器,其實(shí)它的速度很慢,但是在當(dāng)時是非常了不起的。
所以,集成電路和芯片的進(jìn)步,不斷地從原來的政府應(yīng)用到民間的應(yīng)用,比如我們從軍事應(yīng)用到一般的民用,而且從一般的、常規(guī)的市場商業(yè)應(yīng)用換成老百姓家里。
芯片領(lǐng)域有一個著名的摩爾定律。其大致內(nèi)容為:
當(dāng)價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數(shù)目,約每隔18-24個月便會增加一倍,性能也將提升40%。
半個多世紀(jì)以來,芯片制造工藝水平的演進(jìn)不斷驗證著這一定律,持續(xù)推進(jìn)的速度不斷帶動信息技術(shù)的飛速發(fā)展。
現(xiàn)階段芯片技術(shù)發(fā)展到了什么水平?未來的發(fā)展是否會遇到極限呢?摩爾定律還能繼續(xù)有效嗎?芯片產(chǎn)業(yè)的奇跡還能延續(xù)多少年?
2
芯片技術(shù)有多神奇?
今天的芯片技術(shù)到底有多神奇?它不斷地在微縮,不斷地在縮小??s小到什么程度呢?我們現(xiàn)在已經(jīng)做到了7納米,估計明年、后年就到了5納米。
大家說納米是什么意思?對納米沒感覺。確實(shí)沒感覺,舉個例子,大家可以想像一下有多小。我們看見過我們自己的紅血球嗎?肯定沒看過,但是大家知道我們的一滴血是紅色的,因為紅血球是紅色,映出來血液是紅的。
紅血球的直徑有多大呢?紅血球的直徑是8微米,就是8000納米。按照我們今天的技術(shù),比如說14納米工藝制造的芯片,大概是40個納米大小,因此我們可以在一個紅血球的直徑上放200支晶體管。
所以大家可以想,這么精密的東西,正是因為它這么小,所以我們能夠把大量的東西集成在單個的芯片上去。
大家一定會問一個問題,如果按照我們現(xiàn)在的走法,走到5納米,再往下走到3納米,能不能再走下去呢?我們認(rèn)為可能某一種特定技術(shù)走到一定的時候,它就會停下來,但是并不代表著新技術(shù)不會出現(xiàn)。前兩年德國科學(xué)家就發(fā)明了一種稱其為分子級晶體管的新的器件。
未來的發(fā)展,可能我們的手機(jī)會變得越來越小,小到了我們今天不可想象的地步。當(dāng)然這個小不是說體積變小,是手機(jī)芯片的尺寸變小,功能變得越來越大。
但是任何技術(shù)都有它的極限,不可能沒有極限,那從芯片角度來說它有哪幾個極限呢?一個就是物理的極限,它尺寸太小了,其實(shí)還有功耗的極限。舉個例子,我們家里都有電熨斗,電熨斗的功率密度每平方厘米5瓦。5瓦很小,但是很燙手,我們絕對不敢拿手去直接碰它。
但是集成電路芯片呢?一般的芯片都在每平方厘米幾十瓦,所以我們看到的芯片上往往要背一個散熱器,上面還有一個風(fēng)扇。
當(dāng)我們功率密度達(dá)到每平方厘米100瓦以上的時候,風(fēng)已經(jīng)不行了,要換成水冷。超級計算機(jī)當(dāng)中要通水,這邊涼水進(jìn)去那邊就變成溫水出來。
這樣的一種熱的耗電,這種熱效應(yīng)是非常非常厲害的,如果不加控制,到2005年前后,我們芯片的溫度已經(jīng)達(dá)到了核反應(yīng)堆的溫度,到2010的時候大概已經(jīng)可以達(dá)到太陽表面的溫度了,那么這么熱的東西可能用嗎?不可能用。
因此人們想了一個辦法,我們要想辦法把這功耗降下來,把原來的單核變成雙核。
后來延伸到手機(jī),就出現(xiàn)了一個特別有意思的現(xiàn)象,大家去買手機(jī)的時候售貨員跟你說,買這個手機(jī)吧,這個手機(jī)是4核的,4核的功能強(qiáng)大,比那個好。
另外一個人跟你說,別買那4核的,我這兒有8核的,8核的比4核好。什么意思呀?實(shí)際上他們對這個問題不理解,是因為我們做不成單核,我們把它做成雙核,做成4核、8核。
從可編程性來說,單核是最好的,但是如果要達(dá)到四個核要跑的功率的話,單核的功耗要做得很高,太熱了。
熱了怎么辦呢?我只好把它拆開,實(shí)際上是以系統(tǒng)的復(fù)雜性為代價來解決我們的功耗問題。所以,功耗問題成為制約我們發(fā)展的非常重要的一個麻煩。
第二個就是工藝的難度非常非常大。
集成電路制造過程當(dāng)中,它的掩膜的層數(shù)實(shí)際上在不斷地變化,從65納米的40層,到7納米的時候,到了85層。
這么多層,每層跑一天的話,要80幾天才能跑完,對吧?所以我們現(xiàn)在芯片的制造要花費(fèi)很長很長的時間,都不是短期內(nèi)能做成的,萬一有一個閃失,這個芯片可能就報廢掉了,所以它的工藝復(fù)雜程度非常得高。
第三個我們看到就是它的設(shè)計復(fù)雜度很高。
那么正是因為有如此多的晶體管放在一顆芯片上,它的通用性變得越來越差,所以出現(xiàn)了所謂叫“高端通用芯片”,要去尋找更通用的解決方案,那就把軟件引進(jìn)來。
因此我會經(jīng)常講一句話:“芯片、軟件兩者密不可分,沒有芯片的軟件是孤魂野鬼,沒有軟件的芯片是行尸走肉?!蔽覀兘?jīng)常在教學(xué)當(dāng)中也好,工作當(dāng)中也好,都是要把兩者有機(jī)地結(jié)合起來。
當(dāng)然所有這些工藝問題,那還都是技術(shù)問題,最最重要的是經(jīng)濟(jì)問題。摩爾定律50多年的發(fā)展過程當(dāng)中,集成電路大概有55年的時間是處在降價的過程當(dāng)中,直接的效益就是我們電子產(chǎn)品很便宜,便宜到什么程度?我們很多年輕人每半年換一部手機(jī),現(xiàn)在大家不敢換了,因為什么呢?手機(jī)變得貴起來了。
原因就是芯片的發(fā)展由于投入的增加、復(fù)雜度的增加,它的成本其實(shí)是在緩慢地增加的,28納米之前我們的成本是不斷在下降,28納米之后我們的成本在逐漸地上升。
因此我們也可以預(yù)測一下,就是未來我們的電子產(chǎn)品不再會像前幾年那樣不斷地降價,估計會再漲價,當(dāng)然是緩慢地漲。所以我們說,芯片技術(shù)的發(fā)展過程到今天為止,我們?nèi)匀粵]有看到它的終點(diǎn)。
摩爾定律是不是走到頭了?這個爭論一直存在。有一件事情,那是1997年1998年的時候,有一個人在一個地方發(fā)表了一篇文章講,說芯片、摩爾定律死了,沒戲了。他說你看銅互聯(lián),我們原來都用鋁,現(xiàn)在銅互聯(lián)搞了這么多年都搞不下去,沒戲,銅肯定走不下去了。
第二個說芯片這個東西越做越薄以后漏電,控制不住,所以芯片最小做到50納米也走不下去了。他還舉了個例子,他說光刻機(jī)因為用的是193納米波長的光源,我們知道波長到一定程度以后它會衍射,變虛了,所以摩爾定律完了。
大家后來知道,我們用電鍍的技術(shù)解決了銅的問題;用所謂高K-金屬柵的技術(shù)解決了所謂介質(zhì)的問題;然后用一個特別特殊的方法;我們把鏡頭放水里,利用水的折射把波長一下縮短了。所以現(xiàn)在的光刻機(jī)不但可以用到我們今天的14納米,還可以用到5納米。
這三個技術(shù)全突破了,大家又問,誰這么不開眼?怎么這么說摩爾定律?謎底揭曉了,是戈登·摩爾本人說的。我們看到這么一個科學(xué)家,這么重要的一個人,他在講自己的時候他也未必能講得很清楚。
芯片技術(shù)的不斷突破帶動芯片產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展。2018年,全球芯片市場的產(chǎn)值高達(dá)4688億美元,我國不僅是全球芯片最重要的消費(fèi)市場之一,同時也正在竭盡全力,向全球芯片產(chǎn)業(yè)的第一梯隊進(jìn)發(fā)。我國芯片產(chǎn)業(yè)到底處在怎樣的發(fā)展階段?追趕過程中,我們面臨哪些嚴(yán)峻挑戰(zhàn)?
3
誰是全球芯片市場最大的買家?
我們以2014年作為一個節(jié)點(diǎn)的話,到2020年,這6年當(dāng)中,計算機(jī)還會增長46%,手機(jī)增長81%,而消費(fèi)類電子還要增長48%。所以說,電子產(chǎn)品的增長是越來越多、越來越快。
我個人判斷,在我們有生之年,如果找不到能代替半導(dǎo)體的東西,大概現(xiàn)在的電子產(chǎn)品還會按照這種方式繼續(xù)走下去。
我們會一直去享受電子產(chǎn)品帶來的各種各樣的便利,但是它背后的根本因素在于芯片技術(shù)的突破。正因為有如此強(qiáng)勁的需求,全球芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展就是非???。
那半導(dǎo)體的市場是怎么分布的?我們看到紅色的是中國,最下面這個紫色是美洲的市場,藍(lán)色的是歐洲市場,灰色的是日本市場,上面的綠色的是除了中國和日本之外的亞洲其它市場。
這個數(shù)字有點(diǎn)驚人,因為中國市場占了全球市場的34% ,1584億美元,超過三分之一,這是指中國市場用到的。
同時,2018年中國也是增長最快的半導(dǎo)體市場,中國半導(dǎo)體市場增長了20.5%。我想大家可以想象中國要買多少集成電路,很多!
4
需求旺盛,供給不足,我國芯片產(chǎn)業(yè)如何發(fā)力?
大家也許會覺得,我們國家的芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展好像不那么好,我覺得大家有這種感觸是很正常的。
比如前兩年,我們有很多話說得比較大,我用了一個詞叫“嚇尿體”。我給大家念幾段,很有意思的現(xiàn)象,他說“某某某芯片突飛猛進(jìn),為什么美國人都害怕了?”還有說“我們的什么什么東西站到了世界之巔”,還有一個說“我們某某老人從美國回來了,美國人慌了”。
當(dāng)我們?nèi)ツ昱龅揭恍┦虑榈臅r候,態(tài)度就180度大轉(zhuǎn)彎,轉(zhuǎn)而自己“嚇尿了”,也給大家念幾段,比如說:“你不知道中國芯有多爛,你只有讀了本文之后你就知道它有多爛”。“中國芯片到底怎么樣了,跟人家一比我就徹底失望了”。我不知道我們怎么就這么脆弱,對自己一點(diǎn)信心都沒有呢?前兩年那種豪情壯志又到哪兒去了呢?
芯片的發(fā)展它有它的客觀規(guī)律,既沒有像大家想象的那么好,也沒有像大家想象那么壞,當(dāng)然我們現(xiàn)在還不能滿足需求,但是只要堅持不懈走下去,我們的發(fā)展就一定可以走到我們所希望的那個水平上去。
中國的芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度非??欤瑥?004年到2018年中國的芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的曲線圖中可以看到,我們從2004年545億元漲到了去年6532億元,1000億美元,這個增長速度是當(dāng)期全球增長速度的四倍左右。6500多億元,其實(shí)是我們的設(shè)計、封測業(yè)和芯片制造業(yè)三業(yè)疊加的結(jié)果。
我們看到芯片的設(shè)計業(yè)去年達(dá)到了2500多億元,這是真正意義上的產(chǎn)品,而我們的封測業(yè)2190億元和芯片制造業(yè)1800多億元,這個更多的是一種加工。那么,設(shè)計、封測、芯片的制造這三者之間是什么關(guān)系?
舉一個例子,設(shè)計業(yè)就是相當(dāng)于作家寫書,制造業(yè)就相當(dāng)于印刷,封測業(yè)就相當(dāng)于裝訂,各自的特點(diǎn)是不一樣的。
我們國家的企業(yè),經(jīng)過這么多年的發(fā)展以后,無論是設(shè)計制造還是封測都已經(jīng)進(jìn)入世界前列,比如在全球的集成電路設(shè)計這個行業(yè)當(dāng)中,前十位有兩家企業(yè),在全球的代工企業(yè)當(dāng)中,前十位也有兩家企業(yè),而在全球的封測企業(yè)當(dāng)中,前十當(dāng)中有三個企業(yè)。
但是我們跟國際先進(jìn)水平相比還有相當(dāng)大的差距。看看我們的設(shè)計業(yè),也就是我們經(jīng)常講的集成電路產(chǎn)品,我們從1999年全行業(yè)只有3億元人民幣,到去年我們已經(jīng)到了2519億,合370億美元左右,已經(jīng)做到世界第二大。
雖然很大,但是我們看一看的話,我們的產(chǎn)品在全球占比只有7.9%,如果當(dāng)時大家還記著剛才那張膠片,中國市場1500多億美元,占了全球市場的34%,而這里面我們只有7.9%,那我們有26%就要靠進(jìn)口。
有些同志很擔(dān)心,說我們買了這么多的芯片,萬一哪天人家不賣給我怎么辦呢?這是不是受制于人等等,對吧?有這種擔(dān)心很自然,但是如果我們換位思考一下,作為生產(chǎn)供應(yīng)商來說他們會擔(dān)心什么呢?他們也會很擔(dān)心。曾經(jīng)有一個外國朋友問我,他說你們買了我們這么多芯片,哪天你們要不買了的話我們怎么辦?大家會心地一笑。
這是一個很有意思的現(xiàn)象,我們怕別人不賣給我們,人家怕我們不買。所以這種情況下,最好的辦法就是我們自己發(fā)展,我們自己多生產(chǎn)點(diǎn)兒,大家都相安無事,這才最好。
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我國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨哪些問題?
(1)國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)與需求差距大
其實(shí)芯片產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是非常多的,它是個龐大的系統(tǒng)工程。我們還是從產(chǎn)品的角度去看,應(yīng)該說我們現(xiàn)在的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與我們的需求之間,還是出現(xiàn)了一些失配的現(xiàn)象。
去年一天我早上醒的時候,有一個同事打電話給我,說網(wǎng)上有一張圖非常地不客觀,講我們很多東西都是0,讓我出來說一說。我急急忙忙爬起來趕快看是什么東西,結(jié)果看到這張圖以后我就笑了,我就跟他說,你知道這張圖誰做的嗎?我說這張圖是我做的,后來他就不說話了。
原因在哪兒呢?他理解的有偏差。這里面大家看到很多0%,這個0%不是說絕對值的0,是市場占有率。市場占有率講百分比,0.5%以下基本上就可以四舍五入,因為你在市場上確實(shí)引不起人家重視,你說我一定要去強(qiáng)調(diào)我不是0,其實(shí)沒有什么意思。
舉個例子,比如說我們?nèi)曛袊蟾乓M(jìn)口使用的CPU,可能有大概10億只少不了。假如就算10億只吧,那我們有一個企業(yè)說我生產(chǎn)了100萬只,那是很多了,100萬只是不得了的事,但是你把100萬只跟10個億去比一比的話,你就知道其實(shí)你是千分之一,只有0.1%,所以我們說0.1%的時候在市場上看不見你。所以我們看這些東西的時候,不是簡單地去看一個絕對值,我們要看它的相對值,也就是市場占有率,這是很重要的一個點(diǎn)。
我們可以看到,無論是服務(wù)器還是個人電腦,還是可編程邏輯設(shè)備、數(shù)字信號處理設(shè)備,以及我們終端當(dāng)中用到的一些IP核也好,還有一些存儲器也好,我們大量的都是0,這就意味著我們的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、我們設(shè)計企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)跟我們需求之間還有相當(dāng)大的差距。
那唯一有兩個點(diǎn)我們看到大于10%甚至15%的,那就是移動通信的終端,這個是我們在國際上現(xiàn)在比較強(qiáng)的,占了全球市場大概五分之一。
(2)發(fā)展滯后 投入不夠
我國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制造能力和設(shè)計需求之間失配。我們的制造業(yè)要花很多的錢,而且發(fā)展也很快,但是還是慢。
我們大陸最先進(jìn)的集成電路制造商,它們在14納米的時候,大概今年(2019)的一季度可以投產(chǎn),而臺灣的臺積電的,它們的16納米,早在2015年的第四季度就投產(chǎn)。這中間就有三年的差距,這就是我們相對比人家滯后的地方。
除了我們不夠快之外,還有一個要命的,就是我們產(chǎn)能不夠。你如果能找到產(chǎn)能,當(dāng)然你就可以賺錢,但也可能你找不到產(chǎn)能,全球都在搶產(chǎn)能的時候,你找不到產(chǎn)能怎么辦呢?這時候就很麻煩,那我們就要虧錢。
我們說集成電路芯片發(fā)展需要投資,要投多少錢呢?天文數(shù)字!全球在半導(dǎo)體投資上的統(tǒng)計,我們看到除了少數(shù)的幾個年份之外,大部分的時間都在400億美元以上,最近這幾年甚至都在600億美元以上。那條紅線是我們國家在半導(dǎo)體的投資,它在最底下。
有人說我們的投資額是在人家的統(tǒng)計誤差范圍之內(nèi),這個話聽了很難聽,我們也很難受,為什么我們國家在這上面不投資呢?我們對這個產(chǎn)業(yè)的了解還是有限,我們比較早地作出了一個錯誤的決策或決斷,認(rèn)為中國的半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)可以通過市場配置資源來良性發(fā)展。
這張圖上,紅線這幾年向上翹,翹的過程好像挺多了。但是大家知道它是需要高強(qiáng)度投資的產(chǎn)業(yè),無論是英特爾也好,還是三星也好,臺積電也好,每年投資大概都在百億美元規(guī)模。我們也到了百億規(guī)模,但是我們投了很多家,你的投資強(qiáng)度也不夠,而且剛剛兩、三年,后面要連續(xù)投很多年才能看出結(jié)果來。
現(xiàn)在我們說集成電路的發(fā)展已經(jīng)成為全中國人民大概都認(rèn)同的一件事情,所以帶來了一個副作用,就是全民大造集成電路。
集成電路并不是一個能夠遍地開花的事情。我曾經(jīng)到了一個地方,這個地方領(lǐng)導(dǎo)說,我們下決心了,要把集成電路做上去,在我們這里建個集成電路廠。我就說,恐怕不行,你這里沒錢。我一說沒錢呢,人家很不高興,馬上就說你怎么知道我沒錢?跟旁邊的人說,我給你50個億,你給我把這個事情做起來!我就跟他說,恐怕后面還要再加個0。
我給大家舉個例子,美國核動力航母打擊群,尼米茲級的,不是現(xiàn)在福特級的,包含了一艘10萬噸級的核動力航母、大概60到70架艦載機(jī)、兩艘導(dǎo)彈巡洋艦、兩艘導(dǎo)彈驅(qū)逐艦、一艘核潛艇,還有補(bǔ)給艦全加起來150億美元,我們現(xiàn)在建一個集成電路廠150億美元。所以集成電路廠的建設(shè),往往是需要巨額投資,而且還不是一次性的投資,這個壓力很大,這個不是小錢。
我們還有一些地方政府也很有意思,上集成電路非常地?zé)嵝?,我能體會它們對于地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是傾注了自己全部的心血。它們看到,一旦在他們那兒建立一個集成電路廠、芯片廠的話,很快會帶來就業(yè),帶來周邊環(huán)境,周邊的生態(tài)的配套,能帶來一個大產(chǎn)業(yè),但是它們對于芯片發(fā)展的艱巨性了解是不多的。
曾經(jīng)就有一個地方,在當(dāng)?shù)貨]有一所大學(xué)有微電子專業(yè),它們也要上芯片產(chǎn)業(yè),我說那你的人從哪兒來?他說我的人可以從外面“挖”來,你讓人家從上海坐4個小時飛機(jī)飛到你這兒來,不太現(xiàn)實(shí)吧?第一沒人,第二沒錢,第三沒技術(shù),所以集成電路的發(fā)展是需要很多投入的。
(3)芯片產(chǎn)業(yè)鏈要力爭上游
我國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展還面臨資源的錯配。
目前,我們的芯片制造業(yè)超過50%的客戶是海外的客戶,我們的封測大概也有將近一半客戶是海外的客戶,我們是給別人加工。那我們的設(shè)計業(yè)是最需要資源的,又滿世界去找資源,找加工的資源,原因是我們制造業(yè)和封測業(yè)的技術(shù)水平,跟我們所需求的還有距離。
我們原來的產(chǎn)業(yè)是以對外加工為主,大家知道“三來一補(bǔ)”等等。這種是加工性產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),現(xiàn)在要變成自主創(chuàng)新為主,你要作產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。中央提出來要供給側(cè)的結(jié)構(gòu)性改革,其實(shí)對芯片來說,我們就是面臨這樣一個改革。
我們在發(fā)展過程當(dāng)中,其實(shí)還面臨著一個產(chǎn)業(yè)模式的問題。
芯片的發(fā)展已經(jīng)有幾十年的歷史,其實(shí)在發(fā)展過程當(dāng)中,現(xiàn)在跟以前是有很大差別的。過去的叫系統(tǒng)廠商模式,就是所有的事情都自己做,后來說不行,集成電路每18個月產(chǎn)能翻一番,我自己用不了了,出現(xiàn)了所謂叫集成器件制造模式,再往后就出現(xiàn)了所謂叫設(shè)計代工模式。
這三種商業(yè)模式實(shí)際上帶來的是不同的結(jié)果。我們從中國大陸情況看,主要是設(shè)計代工模式,那這種設(shè)計代工模式是好還是不好呢?我們不好去評價,因為是歷史階段決定的。
實(shí)際上在真正我們的工作當(dāng)中碰到很多問題,就是很多地方的政府非常熱衷于建一個集成電路制造廠,因為一個集成電路制造廠要花幾十億美元,動不動就幾百億人民幣,對當(dāng)?shù)氐膰鴥?nèi)生產(chǎn)總值貢獻(xiàn)是很大的。
但是它往往不去想,一個像中國這樣的國家,總是去做加工這種產(chǎn)業(yè)鏈中下游的事情,那你是不是就把自己框在了一個產(chǎn)業(yè)鏈的中下游位置?所以中央也提出來我們要創(chuàng)新發(fā)展。創(chuàng)新發(fā)展在哪兒?在上游,所以我們說經(jīng)常我們要往上游走。
(4)人才不足
我們的芯片要發(fā)展它的設(shè)計業(yè),芯片設(shè)計是一種高科技,人才就成為一個重要的制約因素。
碰到的瓶頸在哪兒呢?不僅質(zhì)量難以滿足需求,現(xiàn)在連數(shù)量都難以滿足需求,最直接的效果就是,我們現(xiàn)在整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在互相地挖人。如果你是從事芯片的話,現(xiàn)在跳槽一定可以找到很好的收入,因為你們的工資可以翻番。
我們作過一個統(tǒng)計,中國大陸從事芯片設(shè)計的工程師,平均薪酬已經(jīng)高于臺灣。講實(shí)話,我們能力還不如臺灣的工程師,這就意味著什么呢?我們做出來的產(chǎn)品沒有人家好,但是我們的成本比人家高,這個情況還沒有緩解,所以我們?nèi)瞬艌F(tuán)隊的短缺是非??膳碌摹?
前兩年,我們在人才培養(yǎng)上遇到一個不大不小的麻煩,就是很多的學(xué)生畢業(yè)以后去搞投資,搞金融了,當(dāng)然我自己的學(xué)生也有出去作投資的,去做官員的。
我總是在講,如果這樣的話,你們干嗎要來學(xué)這么多年的集成電路呢?還是說他們對于芯片的重要性、對于芯片本身所蘊(yùn)含的這種無窮的魅力了解得不夠,他僅僅是把它當(dāng)成一門知識來學(xué)了。
當(dāng)你真正深入了解芯片、集成電路它內(nèi)在的東西之后,以及它對外的這種發(fā)展影響,那你就會知道,原來掌握集成電路芯片能夠帶來這么大的主動權(quán)。
需求旺盛、供給不足是我們中國芯片產(chǎn)業(yè)面臨的一個挑戰(zhàn),這是個現(xiàn)實(shí)問題,也是我們下一步作供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的時候一個關(guān)注的點(diǎn)。
如果大家今后從事芯片技術(shù)的話,我相信從我今天的講演當(dāng)中,至少可以掌握到幾個重要的點(diǎn):
第一個點(diǎn),我覺得芯片的發(fā)展大概不以人的意志為轉(zhuǎn)移,一直走下去,還會成長一百年;
第二個點(diǎn),芯片的發(fā)展不容易,不是那么簡單的,需要高額的投入,需要我們長期堅持。一百年不僅僅是一個數(shù)字、一個年份,而是說長期堅持才會有結(jié)果。
作者:清華大學(xué)微電子所所長 魏少軍
標(biāo)簽 芯片- 原標(biāo)題:清華微電子所所長:中國芯片業(yè)的大實(shí)話
- 責(zé)任編輯:呂棟
- 最后更新: 2019-05-20 19:04:25
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