魏少军:半导体五大研判!

半导体工艺与设备 2023-01-25 12:56
在12月29日召开的2022 中国(深圳)集成电路峰会上,国际欧亚科学院院士、中国半导体行业协会副理事长、中国半导体行业协会集成电路设计分会理事长、核高基国家科技重大专项技术总师魏少军发表了题为《认清形势,坚定信息》的主题报告,在报告中,他发表了5个未来研判,在这些研判中,他对中美未来科技对抗、中国半导体宏观政策、中国的产品创新等做了深入分析。

研判1:美国对我半导体产业的遏制将逐渐走向单向半脱钩。单向是指美国欲单方面与我脱钩,而我们不想;半脱钩是指美国暂时不会放弃中国市场,因而出现部分脱钩的现象。
他指出因为半导体成为中美博弈的焦点,中美之间这种竞争现在已经成为一种现实,尽管有过一段时期的“蜜月期”,但是现在的这个时期已经到了一个要说水火不相容太过分了,但是现在完全不可避免。但是又不是一个全面的竞争,焦点在于半导体。

他摘录一些美国智库的观点,如谷歌创始人和CEO施米特曾说美国要确保领先中国半导体至少两代,而且要与日韩欧联合抗衡。而对华政策负责人马西尼认为半导体才是人工智能领先地位的真正基础。而美国出台的一系列政策基本都以这些观点为原则。
魏少军指出在这个过程中,伴着遏制的措施还有一个更长远的目标是把中国排除在半导体供应链之外,美国最近出台了芯片与科学法案,通过法律的方式要求凡是接受美国政府资助的企业不能在中国再发展,同时拉拢中国台湾、日本、韩国建立所谓的芯片四方联盟Chip4,同时又跟欧盟搞了新兴技术的委员会,目标也是要把中国排除在供应链之外。
延伸判断,明年美国只会加大对中国的遏制力度,最近美国国务卿要来中国是否出现峰回路转他个人不抱希望。

研判2:新一届的中央政府将重新审视半导体发展的思路,制订新的发展战略和措施,并投入更多的资源,大概率会采取以往不同的组织形式。
魏少军指出到2023年的时候,2014年国务院发布的集成电路产业发展推进纲要已经十年的时间了,十年的时间我们取得很重要的成果,包括我们在国家科技重大专项和在投资等各方面都有了不起的进步,但是我们看到其实也出现了很多的问题,一个产业计划不可能十年不变,一定会要重新审视,加上我们出现一些不该出现的事情,所以中间的调整是必然的。重新审视半导体的发展思路,制订新的发展战略和措施,这个新的发展战略和措施一定是延伸到2035年甚至更长的时间,并投入更多的资源。
“前一段时间网上传了一阵子,说有1万亿人民币投进来,我没有听说过这个事情,后来我核实了一下,确实没有人说有1万亿人民币的投入,这可能是捕风捉影,也可能有人故意试探我。因为这个新闻是从路透社发出来的。”他辟谣说,“我相信伴随着新的发展战略和措施,如果说只有1万亿人民币可能有点太小瞧我们了,后面的发展肯定不是以1万亿的方式发展,而是以更重要的国家大战略的方式发展集成电路。这里面的资源投入现在不是一个现在说好的数,可能根据情况按需来拨款、按需来花费的一个投入的资源。”
他认为“科学、全面、系统、持续和大力度”将作为关键词,相信后续很快会出台一系列的关于集成电路,当然不仅仅是集成电路,集成电路是最重要的一个相关的内容。
为什么会这样?因为除了美国打压之外还有很多深层次的原因:
第一中国已经跻身全球大国之列,中国是大国的情况下不可能成为人们的附庸,不可能跟着别人后面走,一定要有自己独立发展的思路。
第二,在自己电子信息产业发展过程之中集成电路成为少数的短板之一,中、美、日、韩、印分别在互联网、移动互联网、移动通信、人工智能、自动驾驶和量子技术、半导体等等做一个大概的判断,中美两国是最平衡的,其他的国家和地区都不行。中美两国其实在信息技术领域他的发展远远好于其他的国家,美国有一个弱点、中国有一个弱点,如果把量子技术去掉的话,中美各有一个弱点。美国的弱点在移动通信、网络的方面,中国在半导体。美国人采取的措施很简单,把华为、中兴干掉,目标是抑制你这方面的优势,同时遏制你的半导体让自己的优势更明显,道理很简单,并不复杂,大家可以理解一下。
我们集成电路产业发展推进纲要明年已经十年的时间了,这十年我们的发展速度非常快,年均复合增长率将近20%,是同期全球平均数的好几倍,这是有目共睹,也是让美国和西方一些人着急的地方,为什么你发展这么快,所以要把你按住,不能让你发展。
最近政府报告没有讲补短板的问题,光补短板是一种战略上的失误,短板越补越多,短板越补越短,这几年就是这么干的,干的结果越来越被动。不能把补短板作为重点,应该是强长板锻长板
另外,他认为未来集成电路将受到政府特别高度的重视。

研判3:对工艺和EDA工具不强敏感的芯片研发 技术备成为研究的重点。集成电路更聚焦目标导向和问题导向,聚焦提升成熟工艺的PPA。
他解释说我们在发展当中的科技重点原来比较多地追很先进的科技工艺,但是后面的转向可能要转向那些对工艺和EDA工具不强敏感的芯片研发技术,同时更聚焦目标导向和问题导向,聚焦提升成熟工艺的PPA,这一点大家应该有所感受。
因为美国限制我们,我们现在可能在14纳米、在128层在18纳米的DRAM可能一段方面会停滞,但是不能不不发展,要在怎么提升成熟工艺的PPA,怎么做到呢?我们要讲一些例子。
半导体发展进入新阶段(PPT),一个是新其间、新材料、新工艺,一个是微纳系统集成,一个是芯片架构的创新。前面是传统赛道的继续发展,我讲两个一点,我讲后面。
举一个例子是三维混合键合工艺,把一个逻辑芯片跟一个存储芯片面对面地键合到一起然后切开,一颗芯片是两颗芯片面对面键合到一起形成的。长江存储用了一个跟别人不太一样的技术路线,传统说我们可以做一个存储,然后把一个外围电路放在旁边,边对边把他封在一起,从2018、19年开始主流的公司先做外围电路在上面展存储的一个单片方案。人家走在前面把我们的路堵上了,我们长江存储做了另外的方案,我做了两片,把两片面对面绑定在一起,这条路他走了,所有的人笑话他,说这个东西不行,等于一片是两片的成本,一定是成本高的,人家也没说错。但是再往下去做发现一个情况根本新的变化,当你发展到300层以上的时候,你会发现你把这个外围电路放在底下再去展的过程当中,成品率很低,最后说还是两片放在一起学你长江存储。三星这样的大厂人家明确了如果用这样的方案可以长1000层。为什么这次美国要把长存放到实体名单当中,因为他看到你在技术上开始领先。这说明我们在技术路线走对了!
还有一个例子,美国在过去的几年当中在实施电子振兴计划,软件定硬件,美国花了7千多万美元调了十几家单位,几所大学、好多的大公司来做。结果他做的还没有我做得好,我们可以做得比他早,我们在十几年前提出这个方法。我们把这个方法跟我们的刚才讲到的混合键合技术实施起来放在一起,结果就发现我们创造了一个新的近存计算技术,存储跟计算不通过外围的接口两个变得很近,这个近存计算利润大于90%,搬运功耗下降了70%,内存访问的带宽增加了10倍。用成熟工艺可以达到他的主流工艺比他一到两个数量级的能量效率,能量效率很重要,超级计算及如果要做能量效率不高要花的功耗是巨大的。
当然我们追求最先进的工艺,但是并不以为这最先进工艺一定是最好的,我们有办法。这也就说明我们的发展其实别人想挡是挡不住的,只要通过我们的创新可以往前发展。

研判4:依托中国庞大的市场,一批极具创新性的产品和解决方案将面世,推动中国特色产品应用标准体系的建设,来缓解国外对我们实施的禁运打破遏制。
首先是5G的应用,5G的应用刚刚开始,有人说5G是战略型错误,我认为他根本不懂5G,5G三个顶角有一个在用就是eMBB,我们说用了5G以后上网更快一点是一个重要的应用而已,真正重要的是mMTC和uRLLC,uRLLC是自动驾驶就是大规模的海量的信息用地,我们有18亿亩的耕地红线不可碰,相当于1.2亿公顷,每公顷1万平方米,如果每平方米放一个小传感器就是1.2万亿个传感器,原来不可想象的,因为你要挖沟埋电缆把这些传感器埋起来了,现在不需要了,你只要架一个5G的基站方圆多少平方公里土地全部搜集起来了,他是一个低码率的。
中国光一个农业的现代化,农业的精准农业,今后对半导体的拉动是巨大的,现在已经开始了,更不要说我们很多新的城市,新城市当中采用的智慧城市的方案当中,大量的传感都在部署过程当中。
因此我觉得,在中国形成自己的标准体系,比任何时候都更为紧迫,原因在于我们从改革开放以后一直在学习,因此我们用到了很多的东西,都是人家已经给我们画好圈的,产品的规格人家定义好了,产品的设计方法人家定义好了,产品的设计路径也定义好了,我们只是模仿人家。面对一个如此庞大的14亿人口的国家,我们自己反而对自己的理解不是那么深刻。现在人家一卡我们,我们回过头来看,我们其实可以有很多的地方可以自己创新。当中国14亿人口全部市场被调动起来以后,形成自己的产品规范、形成自己的产品体系、产品标准,甚至是设计规范的时候,到底谁跟谁还不知道了。所以我们不要去那么妄自菲薄认为自己不行,更何况我们现在在进入智能化。
之前的第一次工业革命解决了机械化,我们把我们的四肢延伸了,后来的信息化解决了感官的问题,我们看得更远、说明的声音传得更远了,但是现在的工业革命解决了大脑的脑力的问题。随着“三步曲”人工智能发展不错的,跟美国差不太多了,所以美国要限制你不把芯片卖给你中国,让你的人工智能的发展赶不上我。

研判5:集成电路人才培养将更加聚焦实用型人才。集成电路领域的卓越工程师人才培养计划将全面铺开,但如何实现产教融合将成为高校你成电路人才培养的最大挑战。
魏少军指出有一个问题是我们真正的弱项,我们的人才培养不行,我作为教育部委派我做集成电路科技与工程一级学科的学科评议组的秘书长,我在牵头规定规模人才的培养体系,越制订越毛,发现我们的人才培养确实跟不上,我们人才培养体系过去这些年当中开始远离产业了,一个工科的专业反而远离产业,我们的人才培养一定碰到问题,所以我们下一步的人才培养一定会更加聚焦适用人才。
我们现在制订的工程师的培养计划全面铺开实现产教融合,这是一个必然的现象,明年会看到大量的这种变化。原因是我们人才差太多,现在大约57万人的从业人数,2024年要达到79万人,两者相差22万人。芯片设计的人才现在差12万人,为什么差那么多人,很重要的就是产业发展太快人才培养跟不上。
对能力的要求当中,我们曾经想象我们已经做得很不错的东西,在企业一看觉得你们做得不对,你们现在这样的一种培养方式部队,你们以为把学生送到企业去晃两年就解决了问题?不是我们需要的。那怎么办?只能想办法通过产教融合,我们看到国外产教融合的模式非常完整的,里面教师的问题、课程的问题、一系列的问题都存在。不管怎么样,产教融合这件事情已经在这儿,我们已经提出来了,国家现在已经把他写到很重要的位置上了。高校就得去做这项工作。
这里面有实践、实训两件事,发展当中面临着我们企业和高校如何能够联手培养人才,而不是个别人在那里叫唤,我在叫唤没用,企业不响应不行,高校不响应不行。我们真正做这个事情就说一件事情,我们高校要重新认识产教融合的困难,重新寻找产教融合发展的渠道。
他特别指出我们中国处在一个产业的上升期,我们所做的工作是产业升级,从中低端向高端升级,美国做的是产业重建,让一个高收入、高消费、高成本的国家去生产很低成本的东西,这个东西太难了,而对于我们来说是一路向上走,一路向上走是大势所趋。
成都武侯祠有一幅对联,上联是“能攻心则反侧自消,从古知兵非好战”,下联是“不审势即宽严皆误,后来治蜀要深思。”下联的“不审势即宽严皆误”,什么是“不审势”,审时度势,中国有一句话是“识实务者为俊杰”,你都看不清了,我们要认清形势,同时要坚定发展信心。谢谢大家!

半导体工艺与设备 1、半导体工艺研究、梳理和探讨。 2、半导体设备应用、研发和进展。 3、建华高科半导体设备推广,包括:曝光机、探针台、匀胶机和切片机。 4、四十五所半导体设备推广,包括:湿化学设备、先进封装设备、电子元器件生产设备等。
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