中国集成电路设计产业创新发展的认识和思考
來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察??
7月15日—16日,2021中國集成電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新大會(huì)暨IC應(yīng)用博覽會(huì)在蘇州召開。在本次大會(huì)高峰論壇上,中國集成電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新聯(lián)盟專家組組長、東南大學(xué)首席教授、南京集成電路產(chǎn)業(yè)服務(wù)中心(ICisC)主任、南京集成電路培訓(xùn)基地主任時(shí)龍興以《中國集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展》為題進(jìn)行報(bào)告。
時(shí)龍興教授的報(bào)告從對中國集成電路產(chǎn)業(yè)的認(rèn)識、中國集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展再思考、設(shè)計(jì)創(chuàng)新聯(lián)盟專家組工作思路及計(jì)劃三個(gè)方面展開。以下是報(bào)告的大致內(nèi)容。
PART1.對中國集成電路產(chǎn)業(yè)的認(rèn)識
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集成電路以產(chǎn)品為中心、以設(shè)計(jì)為龍頭。如果把集成電路產(chǎn)業(yè)鏈比作一棵果樹,“樹根”即為EDA、設(shè)備、材料等關(guān)鍵核心領(lǐng)域,支撐性的“樹干”即為制造業(yè),在制造的“樹干”上,長出的“樹枝”即為各種的芯片設(shè)計(jì),形成的“果實(shí)”即為芯片產(chǎn)品。集成電路的產(chǎn)品來源于芯片應(yīng)用的需求,最后應(yīng)用到系統(tǒng)中去,發(fā)揮芯片的價(jià)值和作用。芯片從設(shè)計(jì)到制造再到封測,最后封裝出來的芯片即為芯片產(chǎn)品。
經(jīng)過業(yè)界的共同努力,這20年我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得了一定成效,設(shè)計(jì)、制造、封測的三業(yè)規(guī)模逐年增長,面大量廣的大宗產(chǎn)品逐步自主供應(yīng),像超算CPU、服務(wù)器CPU等高端通用芯片也取得一些突破,產(chǎn)品正逐步向高端化發(fā)展。
但是,國產(chǎn)高端芯片仍然緊缺,自給率低。在CPU、GPU、內(nèi)存、FPGA、通信芯片等高端芯片市場,絕大部分市場份額仍被國際龍頭公司占據(jù)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通用電子系統(tǒng)、通信裝備等系統(tǒng)級產(chǎn)品,涉及到的核心芯片及高端通用芯片,均面臨著國外壟斷、自給率低的現(xiàn)狀。
這背后的原因是什么,中國集成電路產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)有哪些。下面從供應(yīng)鏈全球化、企業(yè)小而散、制造受阻、人才短缺四個(gè)方面進(jìn)行分析。
供應(yīng)鏈全球化
半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的全球化,是一個(gè)不斷演進(jìn),并逐步形成分工協(xié)作的過程。中國電子產(chǎn)業(yè)也受益于半導(dǎo)體供應(yīng)鏈全球化,得到了飛速發(fā)展。根據(jù)麥肯錫公布的一組數(shù)據(jù),中國在全球電子和計(jì)算機(jī)價(jià)值鏈的產(chǎn)出占比,從2000年的7%上升到2017年的41%。
當(dāng)然,全球經(jīng)濟(jì)貿(mào)易也離不開中國巨大的市場機(jī)會(huì)。根據(jù)麥肯錫的分析數(shù)據(jù)顯示,從1995年到2017年,發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體對中國的出口額顯著增長,尤其在電子和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,中國的市場需求對發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體越來越重要。未來全球更多的消費(fèi)將發(fā)生在中國。
發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體之所以長期占據(jù)價(jià)值鏈高端,很大程度離不開持續(xù)的高投入。以美國為例,據(jù)SIA數(shù)據(jù),從1999年到2019年20年間,美國半導(dǎo)體公司的研發(fā)費(fèi)用和資本支出總額持續(xù)增長,到2019年達(dá)到717億美元規(guī)模,在2019年半導(dǎo)體價(jià)值鏈貢獻(xiàn)全球占比上,美國38%,中國大陸地區(qū)僅9%。
中國產(chǎn)業(yè)界也在不斷努力提升價(jià)值水平,尤其在電子和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,近年來由于中國“自產(chǎn)自銷”的程度提高,進(jìn)口的中間產(chǎn)品減少,削弱了該領(lǐng)域全球貿(mào)易強(qiáng)度。也從一個(gè)角度反映了中國等新興經(jīng)濟(jì)體在全球創(chuàng)新價(jià)值鏈的影響力正在加大。
這種影響力也導(dǎo)致了一些國家地區(qū)的逆全球化抬頭,一系列限制禁令的出臺,導(dǎo)致國內(nèi)生態(tài)鏈、產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)均受到不同程度的制約。
小而散
據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),我國集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)2020年數(shù)量超過2000家,但是收入規(guī)模超過1億元的企業(yè)不到300家。中國芯片設(shè)計(jì)企業(yè)體量小且數(shù)量多,同質(zhì)化競爭明顯。與發(fā)達(dá)地區(qū)相比,集成電路的研發(fā)投入明顯不足。
制造受阻
目前,我國制造因諸多因素受阻,5nm、7nm等先進(jìn)工藝追趕難,而在28nm以上的成熟工藝缺乏打磨,供應(yīng)能力不足。因此把成熟工藝用好,強(qiáng)化從可用到好用的打磨,釋放國產(chǎn)晶圓產(chǎn)能,也是解決目前困境的一種方式。
人才短缺
產(chǎn)業(yè)發(fā)展的根本因素是人才。目前,我國產(chǎn)業(yè)人才供給不足。人才缺口大,人才需求旺盛。大量剛畢業(yè)人才流入其他行業(yè)。據(jù)中國集成電路產(chǎn)業(yè)人才白皮書(2019-2020)顯示數(shù)據(jù),2019年集成電路相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生,僅有13%進(jìn)入本行業(yè),60%以上畢業(yè)生流入其他行業(yè)。且有高端人才吸引力不足,培養(yǎng)周期長的原因。
PART2.中國集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展再思考
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以上現(xiàn)狀對于中國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展既是挑戰(zhàn),其實(shí)也是機(jī)遇。面對以上問題,對中國集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展,有以下四點(diǎn)思考。
以創(chuàng)新促發(fā)展
在技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用創(chuàng)新上都要發(fā)力
在技術(shù)創(chuàng)新上,向高集成、高能效、敏捷化三個(gè)方面進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。面對挑戰(zhàn),保持開放合作的心態(tài),納入全球體系;聚焦關(guān)鍵領(lǐng)域,突破核心技術(shù);加強(qiáng)基礎(chǔ)研究,保持長期投入。
在應(yīng)用創(chuàng)新上,雖然中國有很好的電子產(chǎn)品基礎(chǔ),但面對產(chǎn)品中使用到的芯片產(chǎn)品,大部分仍由國外公司提供,因此補(bǔ)短板的同時(shí)尋找空間,需挖掘存量市場份額。同時(shí)也要加強(qiáng)增量市場應(yīng)用需求,以持續(xù)保持在芯片需求量的優(yōu)勢。
延續(xù)摩爾、拓展摩爾兩手都要抓
在延續(xù)摩爾方面,要在新材料、新器件、新工藝上突破,攻關(guān)關(guān)鍵裝備,比如光刻機(jī),同時(shí)還需要通過DTCO/STCO 推動(dòng)先進(jìn)工藝落地。
在拓展摩爾方面,有應(yīng)用很好的條件,也有封測很好的基礎(chǔ),同時(shí)通過DTCO/STCO發(fā)揮現(xiàn)有產(chǎn)能作用,用足成熟工藝。
聚焦關(guān)鍵環(huán)節(jié)——EDA和IP
EDA是IC行業(yè)中,國外壟斷程度最高的領(lǐng)域。國產(chǎn)EDA公司除少數(shù)頭部公司如華大九天,2020年收入超過4億元規(guī)模,擁有特定領(lǐng)域全流程工具,在局部領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)先。大部分國產(chǎn)EDA公司規(guī)模小,產(chǎn)品大部分以點(diǎn)工具為主,缺乏全流程工具。IP也至關(guān)重要,對提升芯片設(shè)計(jì)核心競爭力、縮短開發(fā)周期、提升制造良率起到關(guān)鍵支撐作用。但I(xiàn)P行業(yè)競爭格局高度集中,國產(chǎn)IP廠商的市場份額小,需要促進(jìn)IP平臺化、扶持龍頭企業(yè)、推動(dòng)國產(chǎn)IP應(yīng)用。
重視產(chǎn)業(yè)根本——人才
從加強(qiáng)實(shí)踐、解決知識脫節(jié),圍繞企業(yè)需求培養(yǎng),打通產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)的最后一公里,進(jìn)行匯流,形成增量 ;通過從其他相關(guān)行業(yè)引流,國際引進(jìn)等方式挖掘存量。
PART3.設(shè)計(jì)創(chuàng)新聯(lián)盟專家組工作思路及計(jì)劃
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中國集成電路創(chuàng)新聯(lián)盟是國家集成電路創(chuàng)新的有效創(chuàng)新載體。中國集成電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新聯(lián)盟(簡稱設(shè)計(jì)創(chuàng)新聯(lián)盟),是中國集成電路創(chuàng)新聯(lián)盟(簡稱大聯(lián)盟)的專業(yè)聯(lián)盟之一。作為中國集成電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新聯(lián)盟專家組組長,時(shí)龍興教授匯報(bào)了創(chuàng)新聯(lián)盟專家組的工作思路及計(jì)劃。
集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展是個(gè)大命題,需要業(yè)界的共同參與努力。道阻雖且長,行則必將至。
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的中国集成电路设计产业创新发展的认识和思考的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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