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傅翠晓:芯片技术要大投入,弯道超车是不可能的

发布时间:2018-05-22 发布来源:上海市科学学研究所

  近期,更多国人开始争论和思考中国的核心技术,特别是与芯片相关的技术。
  
  世界上集成电路工艺提出于1963年,中国在1982年第一次从国外引进集成电路技术,起步相对较晚。上海市在上世纪80年代初,制订当地科技发展长远规划时,提出了将大规模集成电路作为该市的科技优先发展领域。如今上海是中国集成电路发展最强的地区,汇集了中芯国际、中微半导体设备有限公司、上海微电子装备有限公司等一批有实力的电子企业。
  
  这一行业现状如何?遇到了什么样的困难?政府如何扶持这一行业?近日, 澎湃新闻采访了上海市科学学研究所跟踪这一技术发展多年的傅翠晓副研究员。
  
  澎湃新闻:有人认为中国的芯片水平已经进入世界第一梯队。也有人认为,中国只是在民用的中低端芯片比较擅长。怎样准确理解中国的芯片发展水平?
  
  傅翠晓:“中兴”事件之后,对于“强芯”之路,网上有很多人持很悲观的态度,但我个人觉得真正从产业技术发展的角度,对于中国目前的状况,没必要那么悲观。
  
  高精尖技术的芯片,国内大部分确实还是生产不出来。市场大概90%的芯片要靠进口。但再往下看,一些消费电子类产品,基本是国产的。当你打开冰箱、洗衣机,那些芯片肯定都是国产的。这种消费电子类的芯片,完全国产替代是没有问题的。
  
  现在问题出在哪儿?高端的,军工用的、民用化的大批量的高精尖的核心芯片技术还比较欠缺。有几个领域不行,这必须承认。但我们在芯片领域已有突破,像华为的“麒麟”芯片,它的技术水平可以和国外同类产品相媲美。
  
  从高技术领域去讨论,中国芯片的路肯定还要走很久,但没必要特别悲观。
  
  澎湃新闻:世界上有哪些国家有能力生产高端芯片?
  
  傅翠晓:如果从全世界的企业来看,无非是美、日、韩的一些大企业,再加上一个荷兰的奥斯迈。它是做光刻机的,是全世界光刻机的龙头企业。光刻机是芯片生产工艺的第一步,是整个集成电路最重要的仪器,价值最高。国内高端芯片技术为什么难以突破,很大程度上跟装备有直接关系。但总的来看,真正世界上有能力生产高端芯片的国家真的不多,比较强的就刚才讲到的几个。
  
  澎湃新闻:无法突破的原因可能有哪些?
  
  傅翠晓:中国的芯片为什么这么多年下来,投资那么大,出现现在的情况,一个是它本身的技术门槛太高了。低端的技术很容易山寨,高端的尤其是工艺非常精细的,有一丁点的差异都会影响技术。这是很难保障的。
  
  再说高校的研究。高校比较适合基础研究。有些技术可以弯道超车,但是芯片技术要大投入,弯道超车是不可能的。
  
  还有就是人才,老生常谈的问题。国内培养这方面人才还不够,我们主要靠引进人才。像中芯国际挖来三星和台积电的元老梁孟松加速技术攻关,推进28纳米(注:这一数值描述了该工艺代下加工尺度的精确度)的技术研发。以前国内的技术只到40纳米。这跟国际水平是没法比的,国际最新布局已经到7纳米了。
  
  但你看到中国的发展路线还是有希望的。因为国外本身也发展了很长时间,多年积累。集成电路技术没法跨越式地发展。
  
  澎湃新闻:芯片制造有哪些环节?中国的短板是什么?
  
  傅翠晓:芯片制作的工艺流程非常复杂,光刻、刻蚀、清洗,后面封装。封装、集成这些后道工艺,国内做得还可以。
  
  前道工艺中,如果说国内有什么强,设计算是,是第一梯队。上海的集成电路为什么强?主要强在设计和装备上,尤其是设计,像展讯、复旦微电子等。另外,华为的海思,算是行业龙头,设计能力是很强的。
  
  但是设计出来后,谁来生产制造?是一个问题。
  
  为什么我们的工艺比较落后?工艺基础的细节,是由材料组成的,还需要设备。我们工艺达不到要求,很大程度上是受到了材料和设备的限制。
  
  澎湃新闻:在材料和设备上遇到了什么样的困难?
  
  傅翠晓:一讲到集成电路,装备是最卡的一个。光刻机我们尚未突破。它技术最难,被人家垄断后就卡住了。
  
  在国家的支持下,光刻机技术肯定要突破,这需要时间。好在光刻机这些年我们有了很大的突破,用于LED的光刻机起码已经市场化了。这在技术上已经是很大的进步了。但是真正高端的应用还没有。
  
  刻蚀机中微[全称:中微半导体设备(上海)有限公司]做得还不错,可以和国外相比。中微的老总尹志尧[中微半导体设备(上海)有限公司董事长]从国外回来。这些人是蛮有情怀的。看到中国没有这种基础设备,觉得可惜,回来成立了这个公司。上海集成电路装备技术在全国是最强的,像上海中微的刻蚀机已经打开国际市场。刻蚀机是芯片工艺上的一种必备的装备,也是非常难的一项技术(注:刻蚀是与光刻相联系的图形化处理的一种主要工艺,先通过光刻将光刻胶进行光刻曝光处理,然后通过其它方式实现腐蚀,处理掉所需除去的部分)。
  
  现在我们核心芯片制造的技术水平达不到,除了受到前面提到的光刻设备的限制,还有一个基本的原因是材料问题。硅片可能勉强,光刻胶基本是日本的,都是核心垄断的。国内基本没有能达到高端芯片生产工艺要求的材料。
  
  澎湃新闻:比起国外,中国的集成电路工艺起步明显晚一些,技术也相对落后。1982年第一次从国外引进集成电路技术,之后中国对芯片行业的政策是怎样的?
  
  傅翠晓:国家近十几年来,一起通过像863、973这样的项目,作为专项进行扶持。自2013年起,国家出台了新的集成电路产业规划,成立了产业基金,通过股权方式对集成电路企业进行帮助。
  
  国家下了很大力气去做这件事,但现在还在探索当中。973的时候,可能目标列得不太切实际,到了验收时,发现技术达不到水平。高校报项目时,觉得技术水平可能没问题,但真正做五年,发现要把这个东西做出来,回到了工艺的问题,我需要那么多外部支撑的东西,材料没有,设备没有,做不出来。所以开始目标设计时思考是否清晰?摸着石头过河吧。
  
  863、973项目一般都是针对高校,后来发现需要产业介入,于是改成投资。02专项(“极大规模集成电路制造技术及成套工艺”),就已经是企业带头的模式了,中微、上微[全称:上海微电子装备(集团)股份有限公司]都属于02专项的成员,还包括一些高校。等于国内把有这些技术的资源全部集中起来。国家01专项(“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”)重点在芯片制造,而02专项则重点放到了集成电路装备上。
  
  澎湃新闻:这个过程中,政府和企业的关系是怎样的?
  
  傅翠晓:在这个行业的发展过程中,政府主导是主要特点。中国是“强政府”,但是对企业的竞争确实有一些限制和约束,企业做一些事会瞻前顾后。现在政府意识到,要慢慢放开,让企业自主经营。国外企业在生存过程中,根据市场需要会调整自己的战略。但中国主要是在政府引导下,企业也习惯了政府的引导,你不引导我就不去碰那一块,万一碰了有可能还没市场。
  
  政府引导还是主力。现在一直讲,要出龙头企业像BAT之类。如果真正的大企业起来,它有强国之心,也有能力去做一些事。但一个新兴的创业企业,虽然技术很强,可对于芯片这种往高处是应用在军事、国家武器装备上的高端技术,很难靠自己完成。因此强政府有强政府的道理。
  
  澎湃新闻:是否需要政府、企业、高校和研究所在一起协作,形成一个良好的互动?
  
  傅翠晓:其实我们国家一直是这么做的,往这个方面引导。
  
  从02专项开始,国家就是照着这个思路走。02专项涵盖了各个企业、高校,研究由政府主导、投资,国家直接立项。
  
  毕竟国情不一样,可能发展的初衷一样,路线不一样,造成的结果也不一样。但是02专项的效果是有的:从无到有。以前我们是零,现在起码装备有了,虽然不是那么先进。
  
  上海微工业研究院是一个典型的研究院所和政府合作推动技术创新发展的案例,由上海的微系统所和嘉定区政府合作共建的一种新兴的产业研究院,定位于全球性的协同创新中心,是产学研合作比较好的例子。
  
  澎湃新闻:我们后端成果转化这块做得怎么样?
  
  傅翠晓:跟其他产业一比,我们就发现,成果转化这一块真的是差异太大了。集成电路的技术门槛太高,投资成本又高,整个高门槛造成了成果转化非常难。打个比方,我有个创新技术,想去落地,要有承接的企业。小企业没有能力去建集成电路生产线。有名的企业又想,如果你的技术非常前沿,我没有这个能力、材料、装备,工艺生产线建不出来。
  
  成果转化很难,核心是技术创新的问题。要有技术突破,把本身“卡脖子”的那些东西解决掉,才有后面的技术转化。所以说,不同的成果转化在不同的领域,是不一样的。成果转化没有一个通用的成熟模式。国内集成电路领域没有成果转化,是前端的问题,不是后端的问题。
  
  澎湃新闻:有没有可能企业把技术需求交给研究所或高校,来攻克技术难关?这样不用担心高精尖的东西做出来没有人接受,对工业界来讲也节省成本。
  
  傅翠晓:理想的状态就是这样,企业有需求,然后去对接。事实上,如果企业比较强,一般自己解决,尤其集成电路这个行业。如果企业做不到,去高校找人才,国内基本是不可能的。上海的复旦微电子学院还可以,他们现在产学研合作也非常紧密。但是本身国内这方面人才还是太少,人才主要集中在企业。
  
  核心还是人才。像刚才讲到的中微的尹志尧等人,核心人才都是国外回来的。国内出了很多人才政策,大量地从国外引进人才。最初国内没有能力,也没有知识去培养。
  
  这些年一步步发展,我们人才有了一定基础,培养了一些年轻人。但国内芯片行业还任重道远。
  
  澎湃新闻:有些大企业像首钢,也曾通过与国外合作引进技术涉足芯片领域。后来转身去做房地产开发投资了。怎么看待企业项目的中断,不可持续性?
  
  傅翠晓:企业肯定是为了自己的最大利益化,去决定战略。
  
  澎湃新闻:或者说,国内是不是缺少这样的实力芯片企业,它不会轻易随市场波动而关闭研发。
  
  傅翠晓:是的,缺少龙头企业。早在2011年,我们就提过建议,集成电路行业能不能把这些单个的装备企业合并?国外像应用材料这样的大公司,也是通过并购,很多企业合成了一个大的企业。但国内比较难,因为没有形成完整的产业链。
  
  成立一个大的公司,一要照顾各方利益,再一个市场还未打开。中芯国际很强,它可以把国内的供应商并购进来。但现在它没有并购的欲望,国内的企业还不强。我不想用你的装备,为什么要并购你呢?
  
  澎湃新闻:回到基础的问题,目前中国芯片产业的发展,似乎是由重大项目来拉动,有些基础的东西没跟上去。有没有可能先夯实基础?
  
  傅翠晓:说了这么多,基础是最重要的,但如果没有大的市场拉动,在国内做基础研究是没有动力的。所以肯定是要“两条腿走路”。
  
  有人说中国人比较喜欢投机取巧,但有时候你确实要走一些捷径。直接引进国外的技术、设备,不单只是买,也是为了夯实自己的基础。但集成电路很难仿造,山寨手机可以做出来,芯片做不出来,工艺的差异太大,一点点微小的差异都可能造成不成功。这么多年下来,发现芯片对工艺的敏感度太高,高端芯片就是难以仿造。我国的集成电路产业投资基金,最初投资目的很明确,鼓励国内企业去并购,买国外的公司,然后是引进人才。从市场角度来看,是有效果的,它可以带动市场繁荣,对国内的市场、人才有好处。中国集成电路的发展时间还不长,要想达到美国的水平,飞不过去。
  
  澎湃新闻:有没有想过,中国在世界供应链的角色和定位?
  
  傅翠晓:我国产业为什么会出现“卡脖子”的现象,主要是缺少“隐形冠军”。中国这些年发展太快了,难免浮躁,没有重视基础。感觉这条路走得蛮不错的,去买国外的好了嘛。
  
  社会的发展是阶段性的,到了一定阶段需要把市场带起来,把产业发展起来。但到了现在这个阶段,就应该沉下心来,把不足的地方补足,做好基础研究。
 
       本文刊登于2018年5月16日《澎湃新闻》

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