劉明院士
在10月22日下午舉行的2020中國計算機大會上,劉明院士作了題為《集成電路的創新與發展》的大會報告,其中談到中國集成電路的現狀以及她的個人思考。
劉明稱,中國IC產業發展的有利之處可以用三個短語概括:市場巨大、政府重視和資本熱捧。
“首先看市場,2019年中國集成電路的進口額是3000億美元。2019年整個IC全球的銷售額大概4500億美元,所以大部分都被中國買來了。”此外,政府對集成電路產業高度重視,出臺產業發展相關政策。在資金方面,中央成立了集成電路產業的專項基金,首期是1387.2億,二期超過了2000億。各個地方政府都成立了地方的專項資金來支持中國集成電路的發展。
劉明介紹,在2010年到2019年10年間,中國集成電路的年均復合增長率超過了20%,同期國際的年均符合增長率大概是5%,中國的增長速率遠高於全球水平。2020年上半年,整個銷售額也達到了3539億,同比增長了16.1%。
再看整個的集成電路三個方面——測封、制造和設計的比例。她介紹,2015年到2020年的第壹季度,中國這三個方面的比例正在逐步優化。
“從過去的大封測、小制造、小設計,到現在的大設計、中封測、中制造方向的演進。但是即使如此快速的發展,到了2020年國產芯片的自給率也只有16.7%。”
中國集成電路的現狀
劉明從材料、設備和制造技術等角度進壹步分析中國集成電路的現狀。
她表示,半導體的主要材料,從矽片到掩模版、光刻膠等領域由日本廠商占領。其它材料比如電子特氣、拋光液和拋光墊等領域的市場份額由美國廠商占領。“國產的矽片大部分都用在分離器件、太陽能電池等領域裏,而在集成電路制造領域國產矽片的比例非常低。”
設備方面,“中國集成電路設備各環節的平均占有率(包括低端的後端的設備)是14%,而光刻設備、離子註入等核心設備都來源於歐美國家,國產率不足5%。如果對比先進的28nm特別是18、14nm以下的技術,國產占有率更低。”
“再看制造技術,我們的工藝制成落後大概2到3代,同時體量特別小。”“大家不要光盯著尖端的技術,我們的基礎是否夯實也非常重要。”
劉明還提到中國集成電路的另壹大特點——產業發散。不同於全球集成電路企業並購頻繁、高度聚集,中國的企業如雨後春筍,層出不窮。“2004-2019年,中國IC產值增加20倍,企業數增加300倍,設計企業突破4000家。”
她在報告中指出科學研究與產業發展的關系,認為科學研究需要積累,前瞻研究轉換成市場應用需要再次創新和時間周期。“中國目前商業模式的創新是非常有活力,也很有資源,但是底層技術和基礎產業如何堅守和獲得支持,也值得我們深思。”
集成電路如何發展?
“集成電路成了壹級學科,很多人都在問,妳們覺得要怎麽發展?”
在劉明看來,新技術不斷出現是集成電路領域最大的特點。“材料、設備、工藝、軟件、硬件的整體提升,才能讓這個行業整體提升,其實是壹個微觀世界的龐大系統工程。這個行業融合了電子信息、物理、化學、材料、工程、自動化等等多學科的交叉,其實需要綜合的知識背景,交叉的技術技能融合創新的素質,才能在這個行業裏遊刃有余。”
她認為,美國IC產業之所以強大是源於他們對STEAM基礎學科的高度重視(STEM是科學、技術、工程、數學四門學科英文首字母的縮寫),所謂功夫在詩外。大學教育無論改了多少專業都應該以通識教育為主,夯實基礎,學生能夠有學習的能力和獨立思考的能力更重要。
“應該堅持市場經濟,按產業規律辦事,避免更多的行政幹預。改善產業環境、稅收調節以及產品的叠代機制, 健康 的資本,技術的積累、創新的機制都對這個行業的良性發展至關重要。”
劉明表示,核心的知識產權和技術發展沒有捷徑和彎道,“有彎道別人也走了不會留給我們”,夯實基礎、長遠布局非常重要。另外,她還提到應加強知識產權和企業家財產權的保護、堅持改革開放等。
劉明,1964年4月出生於江西豐城,1998年於北京航空航天大學獲博士學位。現任中國科學院微電子研究所研究員、博士生導師、中國科學院微電子器件與集成技術重點實驗室主任。2015年當選為中國科學院院士。
劉明長期致力於微電子科學技術領域的研究,在存儲器模型機理、材料結構、核心***性技術和集成電路的微納加工等方面做出了系統性和創造性的工作。她的代表性成果包括:建立了阻變存儲器(RRAM)物理模型,提出並實現高性能RRAM和集成的基礎理論和關鍵技術方法。
校對:欒夢