魏少軍：中國半導體產業未來的五大預判！

12月29日，由深圳市人民政府聯合中國半導體行業協會集成電路設計分會、「核高基」國家科技重大專項總體專家組主辦的2022中國（深圳）集成電路峰會（ICS2022）在深圳坪山格蘭雲天國際酒店成功舉辦。

中國半導體行業協會集成電路設計分會理事長、核高基國家科技重大專項技術總師魏少軍教授做了題為《認清形勢，堅定信心》的報告，分享了對於中國半導體產業未來的「五大預判」。

預判一：美國對我國半導體產業的遏制將逐漸走向單向「半脫鉤」。單向是指美國欲單方面與我脫鉤，而我們不想；「半脫鉤」是指美國暫時不會放棄中國市場，因而出現部分脫鉤的現象。

近年來，半導體已經成為中美競爭博弈的焦點。美國也持續將半導體技術「武器化」，通過一系列嚴格的出口管制措施來不斷地打壓和限制中國的半導體產業的發展。在這一過程當中，美國國家安全委員會（NSC）和美國的一些智庫起到了推波助瀾的作用。

比如，美國AI戰略人、谷歌創始人施密特，就曾表示，美國要確保領先中國半導體至少兩代，而且要與日韓歐聯合抗衡。美國對華政策負責人馬西尼也認為半導體才是人工智慧領先地位的真正基礎。

今年10月7日美國出台的一系列對華出口管制政策，該政策的藍本就出自美國對華科技負責人馬西尼所創立的安全與信息中心（CSET）。

美國今年還出台了《晶元與科學法案》，在提供高額補貼鼓勵半導體廠商在美國本土建廠之外，還通過法律的形式要求凡是接受美國政府資助的企業不能在中國大陸投資新的先進產能。同時，美國還積極拉攏中國台灣、日本、韓國建立所謂的晶元四方聯盟Chip4，又跟歐盟搞了新興技術的委員會，這一些動作的目標則是要把中國排除在其供應鏈之外。

魏少軍教授表示，「我的預判是，明年美國會加大對中國半導體產業的遏制力度，這個是否會峰迴路轉？我個人不抱大的希望。」

預判二：新一屆中央政府將重新審視半導體發展思路,制定新的發展戰略和措施,並投入更多的資源，大概率會採取與以往不同的組織形式。科學、全面、系統、持續和大力度將是關鍵詞。

在魏少軍教授看來，美國近年來持續打壓中國有很多深層次的原因，其中最為關鍵的是兩大因素：

1、中國已經躋身全球大國之列。正因為如此，在中國已是全球大國的情況下，中國不可能成為別國的附庸，也不可能跟著別國屁股後面走，一定要有自己獨立發展的思路。

不過，魏少軍教授也指出，雖然從經濟體量上來看，中國已經躋身全球大國之列，但仍有進一步與世界融合的空間。比如，中國的商品貿易雖然已佔全球11%，但服務貿易僅佔全球6%；全球500強企業中國110家，但海外營收佔比卻平均小於20%；中國的金融系統規模居全球前三，但外企參與度小於6%；中國研發支出排名全球第二，但知識產權進口比出口多6倍……

2、在中國電子信息產業發展過程之中，集成電路已經成為中國的少數短板之一。

從魏少軍教授自製的中、美、日、韓、印分別在互聯網、移動互聯網、移動通信、人工智慧、自動駕駛、量子技術、半導體等領域的對比圖可以看到，中國僅在量子計算、半導體領域不是「笑臉」，美國則在移動網路、量子通信領域不是「笑臉」。相比之下其他國家則在很多領域與中美都有著差距。

「如果把量子技術去掉的話，中美各有一個弱點。美國的弱點在移動網路的方面，中國在半導體。對此，美國採取的競爭策略很簡單，直接打壓中國在移動通信領域的領軍企業華為和中興，目標就是抑制中國這方面的優勢，同時遏制中國的半導體，讓美國自身的優勢更明顯。」魏少軍說到。

為了推動中國半導體產業的發展，2014年國務院就發布了「集成電路產業發展推進綱要」，近十年來，中國集成電路產業發展速度非常快，年均複合增長率將近20%，是同期全球平均數的好幾倍，取得了很多重要的成功，同時也暴露了一些問題。

魏少軍教授表示，「一個產業計劃不可能十年不變，一定會要重新審視，加上其中暴露的一些問題，所以中間的調整是必然的。重新審視半導體的發展思路，制訂新的發展戰略和措施，這個新的發展戰略和措施一定是延伸到2035年甚至更長的時間，並投入更多的資源。」

值得一提的是，此前有外媒報道稱，中國未來五年將向半導體領域投資1萬億人民幣，主要投向國產半導體設備採購補貼等方面。對於該傳聞，魏少軍教授回應稱，「我沒有聽說過這個事情。我也核實了一下，確實沒有人說有1萬億人民幣的投入，這可能是捕風捉影，也可能有人在故意試探中國。因為這個新聞是從外媒發出來的。」

魏少軍教授也強調，「我相信伴隨著新的發展戰略和措施，如果說未來只有1萬億人民幣可能有點太小瞧我們了，後面的發展肯定不是以1萬億的方式發展，而是以更重要的國家大戰略的方式發展集成電路。這裡面的資源投入現在不好說，可能根據實際情況按需來撥款、按需來花費投入的資源。因此我選了幾個詞、科學、全面、系統、持續和大力度作為關鍵詞。」

魏少軍教授進一步解釋稱：「此前中央全面深化改革委員會第27次會議里有一段話，其中就提到了，要『重點研發具有先發優勢的關鍵技術和引領未來發展的基礎前沿技術』，這裡面沒有講補短板的問題，因為光補短板是一種戰略上的失誤，短板越補越多，短板越補越短，過去這幾年就是這麼乾的，結果卻越來越被動。所以不能把補短板作為重點，應該是強長板。隨著新一屆的政府領導團隊到位以後，我相信後續將重新審視半導體發展的思路，制訂新的發展戰略和措施，並投入更多的資源，大概率會採取以往不同的組織形式，這是我的判斷。」

預判三：EDA工具不強敏感的晶元研發技術將成為研究和探索的重點。集成電路科技將更聚焦目標導向和問題導向，聚焦提升成熟工藝的PPA。

目前美國已經將EDA工具、先進半導體製造設備等其具有絕對優勢的技術領域作為限制中國先進半導體技術發展的關鍵「武器」，10月7日出台的新規更是鎖死了16/14nm以下先進邏輯製程、128層及以上3D NAND、18nm及以下DRAM的發展。這也使得中國現階段將不得不轉向那些對於先進半導體工藝和EDA工具不強敏感的晶元研發技術，聚焦提升成熟工藝的PPA。

那麼，具體可以從哪些方面入手呢？對此，魏少軍教授指出，新器件、新材料、新工藝，微納系統集成，晶元架構創新將會是三大主要創新方向。

以三維混合鍵合工藝為例，其就是把一個邏輯晶圓跟一個存儲晶圓面對面地鍵合到一起然後切開，這樣得到的一顆晶元是由兩顆晶元面對面鍵合到一起形成的，實現存儲晶元和邏輯晶元的異質集成。

藉助這種異質集成技術也成功助力了國產3D NAND的突圍。比如，國內長存的X tacking技術，就是在一片晶圓上獨立加工負責數據I/O及記憶單元操作的外圍電路，而存儲單元則是在另一片晶圓上被獨立加工。當兩片晶圓各自完工後，X tacking技術只需一個處理步驟就可通過數百萬根金屬VIA(Vertical Interconnect Accesses，垂直互聯通道)將二者鍵合接通電路。

相比之下國外的競爭對手們此前一直採用將外圍電路放在存儲陣列旁邊在同一片晶圓上的CNA架構。近兩年才轉向了先做外圍電路，然後再在上去生長存儲陣列的單片晶圓的CUA架構。

魏少軍教授表示：「雖然看上去，長存的兩片晶圓綁定在一起的架構似乎成本更高，CUA架構成本似乎更低，但是當NAND堆疊達到300層以上的時候，就會發現這個把外圍電路放在底下再去生長的過程，堆疊層數越多越難，成品率很低，最後還是要學長存。三星這樣的大廠也明確了如果用長這樣的方案可以做到1000層。為什麼，這次美國要把長存放到實體名單中，因為他看到中國廠商在技術上開始領先。這說明我們在技術路線走對了。」

魏少軍教授又「軟體定義晶元技術」為例介紹稱，美國在過去的幾年在實施電子振興計劃，就在推動軟體定硬體，花了7000多萬美元調動了十幾家單位，幾所大學、眾多大公司來做，但最終結果卻並沒有中國做的好。

「我們做得比美國早，我們在十幾年前就提出這個方法。如果把這個方法跟我們的剛才講到的混合鍵合技術實施起來放在一起，結果就創造了一個新的近存計算技術。存儲跟計算不通過外圍的介面兩個變得很近，這個近存計算資源利用率大於90%，數據搬運功耗下降了70%，內存訪問的帶寬增加了10倍。這將使得我們用成熟工藝也可以達到比主流工藝還要高一到兩個數量級的計算能效。」魏少軍教授強調：「計算能效很重要，超級計算機如果計算能效不高，功耗將是巨大的。」

所以，現階段在先進工藝發展受阻的情況下，我們可以著眼於並不需要最先進的工藝的晶元技術，當然我們也依然會繼續追求先進工藝，但並不是最先進的工藝一定是最好的。以上的例子也說明我們的發展，其實別人想擋也是擋不住的，只要通過我們的努力創新依然可以往前發展。

預判四：依託中國的龐大市場，一批極具創新性的產品和解決方案將面世，推動中國特色產品和應用標準體系的建設，有效緩解國外對我實施的禁運並打破遏制。

根據WSTS數據顯示，2021年全球半導體銷售達到5559 億美元，而中國仍然為全球最大的半導體市場，2021年銷售額為1925億美元，佔比34.6%。顯然，面對這樣一個龐大的半導體市場，美國等半導體廠商是絕不願意輕易放棄的。這也正是中國龐大市場的優勢所在。那麼我們如何來把這項優勢更好的化為己用呢？

魏少軍教授認為，我們應該「以應用創新帶動產業發展」。比如在我們具有優勢的5G應用領域，目前5G的應用剛剛開始，eMBB只是一個重要的應用而已，真正重要的是mMTC和uRLLC，可以應用在農業現代化上。我們有18億畝的耕地紅線不可碰，相當於1.2億公頃，每公頃1萬平方米，如果每平方米放一個小感測器就需要1.2萬億個感測器，這是原來不可想像的，因為原來有線的方式要挖溝埋電纜把這些感測器埋起來了，現在有了5G，你只要架一個5G的基站，方圓多少平方公里土地的感測器都可以連接起來。

顯然，中國光一個農業的現代化，今後對半導體的拉動是巨大的。現在一些地方已經開始了部署，更不要說我們很多新的智慧城市建設，大量的晶元、感測都在部署過程當中。

魏少軍教授表示：「我覺得，中國需要形成自己的標準體系，這比任何時候都更為緊迫。原因在於我們從改革開放以後一直在學習，因此我們用到了很多的東西，都是人家已經給我們畫好圈的，產品的規格人家定義好了，產品的設計方法人家定義好了，產品的設計路徑也定義好了，我們只是模仿人家。面對一個如此龐大的14億人口的國家，我們自己反而對自己的理解不是那麼深刻。現在人家一卡我們，我們回過頭來看，我們其實可以有很多的地方可以自己創新。當中國14億人口全部市場被調動起來以後，形成自己的產品規範、形成自己的產品體系、產品標準，甚至是設計規範的時候，到底誰要跟隨誰還不知道呢。所以我們不要妄自菲薄認為自己不行，更何況我們現在正在進入智能化。」

「第一次工業革命解決了機械化，我們把我們的四肢延伸了，後來的信息化解決了感官的問題，我們看得更遠、聲音傳得更遠了，現在的技術革命解決了大腦的腦力的問題。隨著人工智慧技術的發展，中國跟美國差不太多了。所以美國這時候要限制中國，不把先進晶元賣給中國，希望讓阻止中國的人工智慧的發展。但是美國是不是能夠真的阻止中國的發展呢？我認為未必，我們拭目以待！」

預判五：集成電路人才培養將更加聚焦實用型人才。集成電路領域的卓越工程師人才培養計劃將全面鋪開。但如何實現產教融合將成為高校集成電路人才培養的最大挑戰。

根據數據顯示，中國集成電路產業現在大約有57萬人的從業人數，2024年要達到79萬人，兩者相差22萬人。其中，晶元設計的人才現在差12萬人。為什麼還差那麼多人，很重要的一個原因就是產業發展太快，人才培養跟不上。

魏少軍教授也無奈的表示，「教育部委派我做集成電路科技與工程一級學科的學科評議組的秘書長，我在牽頭制定規模人才的培養體系，越制訂越發現我們的人才培養確實跟不上，我們人才培養體系過去這些年當中開始遠離產業了，一個工科的專業反而遠離產業，所以我們下一步的人才培養一定會更加聚焦適用人才。」

此外，集成電路人才供需還存在嚴重失配的問題。從2022年1-6月長三角主要城市的人才供需指數看，總體人才供給的情況似乎還比較樂觀。但這些數據有個重大缺陷是假設每個求職者只投遞一份簡歷。顯然，這與實際情況不符。

通常而言，社會而上的求職者都會投遞多份簡歷，而高校學生投遞的簡歷就更多了。如果假設社會求職者平均投遞2份簡歷，高校畢業生平均投遞5份簡歷，則可以看出每個職位的競爭人數都低於1人。為什麼？這就是供需之間的不平衡。

從集成電路企業對於應屆人才的要求來看，各項能力要求是在持續提升的。相比2021年的調研統計，2022年應屆生滿足企業需求程度也有顯著提升：滿足度在20%以下的比例從去年的接近22%下降到9%；應屆生技能滿足度不足40%的比例下降了10%，技能滿足度60%-80%比例提升了6%。

魏少軍表示，雖然集成電路企業對人才能力的滿意度在提升，但是絕大部分仍不那麼滿意。我們的高校經常覺得我們培養的人才很不錯，但在企業看來，做的還遠遠不夠，很多不是企業所需要的。

那怎麼辦？通過產教融合。此前國務院發了很多重要的文件，比如2017年就發了「關於深化產教融合的若干意見」。後面又發了一個「產教融合建設試點的實施方案」。

但是在魏少軍看來，國內的產教融合做的並不好。一些高效認為產教融合是職業學校應該去做的，認為這不是大學的工作，這顯然是錯誤的。「國家現在已經把產教融合寫到很重要的位置上了，高校就得去做這項工作。這裡面有實踐、實訓兩件事，發展當中面臨著我們企業和高校如何能夠聯手培養人才。我們高校要重新認識產教融合的困難，重新尋找產教融合發展的渠道。」

「做預測確實很難，但我個人還是充滿信心的。我們中國處在一個產業的上升期，我們所做的工作是產業升級，從中低端向高端升級。美國做的是產業重建，你讓一個高收入、高消費、高成本的國家去生產低成本、低附加值的東西，這個就太難了。對於我們來說，未來是一路向上走，一路向上走是大勢所趨。我們要認清形勢，同時要堅定發展信心。」魏少軍最後總結說到。

編輯：芯智訊-浪客劍 本文由芯智訊獨家整理