解決“中國空芯”問題需要創(chuàng)新思維

　　編者按：一枚小小的芯片，中國每年的進口額達到1300億美元，“中國空芯化”問題近來引起社會的普遍關注。與此同時，“棱鏡門”事件引發(fā)的信息安全問題，更使芯片的安全得到國家的高度重視。要解決“中國芯”問題，需要創(chuàng)新思維。在轉型創(chuàng)新上，如何看待發(fā)展中“騰籠換鳥”、“兩張皮”現(xiàn)象?企業(yè)創(chuàng)新的核心是什么?技術創(chuàng)新中硅技術會有怎樣的發(fā)展?硬件復興為集成電路帶來哪些發(fā)展機遇，又該如何抓住這些機遇?2013太湖論道——在集成電路產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇上，業(yè)界專家和學者圍繞這些熱點進行了解讀。

　　國際歐亞科學院院士馬俊如

　　低成本制造有其存在價值

　　只要能帶來就業(yè)機會，只要能夠提高勞動者素質，只要有利于社會穩(wěn)定，低成本制造就有其存在價值。

　　現(xiàn)在大家都在討論中國夢，中國夢可以分為三個階段：小康階段、發(fā)達階段和引領階段。小康階段是2021年，在建黨100周年時，人均GDP達到3000美元;發(fā)達階段是到2049年，在建國100周年時，人均GDP達到2萬美元;引領階段是在2100年，在迎接新世紀時，人均GDP達到5萬美元。

　　國際上比較關心中國經(jīng)濟的高速發(fā)展。從世界各國的發(fā)展情況來看，日本高速發(fā)展持續(xù)了16年，亞洲四小龍是13年，而中國高速發(fā)展持續(xù)了30年。中國GDP先后超過意大利、法國、英國、日本，成為世界第二大經(jīng)濟體，這讓世界震動。

　　中國有220種工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量居世界第二，但資源與能源消耗巨大，環(huán)境污染嚴重，粗放性生產(chǎn)持續(xù)。從每個勞動者創(chuàng)造的GDP來看，俄羅斯1人相當于中國4人，日本1人相當于中國13人，美國1人相當于中國16人。

　　要真正實現(xiàn)中國夢，需要知識創(chuàng)造財富。主要在幾大領域：1.芯片制造業(yè)。全球芯片制造業(yè)創(chuàng)造的價值約為3000億美元/年，每年能夠滲透到幾十萬億美元的領域。2.電子商務。電子商務改變了傳統(tǒng)商務服務的模式。3.信息革命。它通過網(wǎng)絡、電腦、手機和家電給社會帶來恩惠，一場穿戴式技術革命正在興起。

　　中國在創(chuàng)新發(fā)展的過程中，需要思考幾個問題：一是如何看待低成本制造(低成本制造不是低端制造)，“騰籠換鳥”的方式值得商討。比如，美國對曾經(jīng)在轉型中采取的空心化模式已經(jīng)后悔，近幾年來開始采取制造業(yè)回歸。只要能帶來就業(yè)機會，只要能夠提高勞動者素質，只要有利于社會穩(wěn)定，低成本制造就有其存在價值。二是理性處理環(huán)境污染問題，環(huán)境對策要有科學依據(jù)。三是如何處理“兩張皮”，“兩張皮”是指企業(yè)創(chuàng)新、科技創(chuàng)新和經(jīng)濟運行并行發(fā)展的交集差，問題焦點集中在如何搞活企業(yè)自主創(chuàng)新、加強企業(yè)內(nèi)研發(fā)機構和團隊建設。

　　企業(yè)是經(jīng)濟發(fā)展的主體，企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展有一個路線圖——技術創(chuàng)新是基礎，金融創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新是更高階段創(chuàng)新，最高點是文化創(chuàng)新。文化創(chuàng)新是企業(yè)競爭的核心，標志企業(yè)創(chuàng)新的高度。

　　江蘇長電科技股份有限公司董事長王新潮

　　企業(yè)發(fā)展需要與主流市場對接

　　封測企業(yè)一方面需要技術升級，與主流產(chǎn)品對接;另一方面需要提升管理水平。

　　截至2013年10月，長電科技的銷量增長了19.5%。11、12月市場看上去不是很好，有些下滑。主要原因在于國內(nèi)手機IC設計企業(yè)的變化，比如銳迪科是長電的大客戶，其被整合后對后端封測企業(yè)也帶來一定的影響。

　　從國內(nèi)封裝環(huán)節(jié)來看，目前處在斷層的狀態(tài)，新的市場接不住，傳統(tǒng)的市場在萎縮。比如，當前智能手機發(fā)展最為迅猛，但智能手機主要的封裝技術國內(nèi)一些封裝企業(yè)還跟不上，而傳統(tǒng)的業(yè)務在進一步萎縮，市場不景氣，比如普通家用電器領域。

　　封測企業(yè)要保持發(fā)展，需要進入主流市場。比如，華天科技的快速成長，源于其業(yè)務與智能手機相關。長電發(fā)展保持上升主要源于能夠跟上智能手機發(fā)展的步伐。

　　對此，封測企業(yè)一方面需要技術升級，與主流產(chǎn)品對接。技術不升級，只能做很低端的產(chǎn)品，只能導致價格戰(zhàn)，這不是出路。另一方面是管理水平提升，也要給予重視。

　　華進半導體封裝先導技術研發(fā)中心副總經(jīng)理曹立強

　　國內(nèi)IC企業(yè)自發(fā)創(chuàng)新驅動力不足

　　在未來封測技術發(fā)展中，先進封裝制造尤其是三維集成越來越被國際所接受，突破點就在于三維系統(tǒng)封裝。

　　要做高端工藝，不能把芯片設計、制造和封測完全分離開。整個高端產(chǎn)品的設計系統(tǒng)構架將被打破，會從系統(tǒng)封裝設計開始，然后是芯片設計。

　　當前，國內(nèi)的集成電路產(chǎn)業(yè)需求很旺盛，但是企業(yè)內(nèi)在的創(chuàng)新驅動力不足，是一種被市場驅動的創(chuàng)新，而不是一種自發(fā)的創(chuàng)新。

　　產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要協(xié)同創(chuàng)新，主要有三個層面：從產(chǎn)業(yè)鏈來講，就是工藝、裝備、材料環(huán)節(jié)的創(chuàng)新;從上下游角度來講，是芯片設計、制造和封測的創(chuàng)新;從格局來看，是政府、產(chǎn)業(yè)、研究所和協(xié)會的創(chuàng)新。

　　在未來封測技術發(fā)展中，先進封裝制造尤其是三維集成越來越被國際所接受?，F(xiàn)在所有集成電路的廠家包括前道、后道都在關注。對于企業(yè)來講，動輒就是幾億美元的投資，一家企業(yè)獨立投資很困難，需要產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，幾家公司聯(lián)合把事情做起來。這也是當時建立華進公司的初衷。華進是企業(yè)機制體制創(chuàng)新的一個試點。

　　競爭型企業(yè)如何合作，尤其是在未來技術上共同合作，我們也一直在探索。未來要想在集成電路產(chǎn)業(yè)中有立足之地，產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同創(chuàng)新和與競爭型企業(yè)的聯(lián)合是必須的。比如英特爾、三星、AEMD、格羅方德、臺積電，幾家企業(yè)是競爭關系，但同時也有合作關系和共生關系。

　　集成電路是歐美的必爭之地，舉國之力在做?，F(xiàn)在中國追趕很吃力，但不追又不行。在企業(yè)創(chuàng)新方面，存在技術、資金、人才等問題?，F(xiàn)在的創(chuàng)新，已經(jīng)從單純的技術創(chuàng)新發(fā)展成為“技術+應用創(chuàng)新”。從創(chuàng)新來講，應用是載體。以后還要發(fā)展到文化創(chuàng)新這一更高階段，是一條漫長的路。如果封測企業(yè)目標是成為世界一流企業(yè)，那么必須要走這條路。

　　當下，封測業(yè)有可能在某些技術上實現(xiàn)彎道超車，封測聯(lián)盟也提出“全面追趕、局部超越”，以點帶面。我們的突破點就是三維系統(tǒng)封裝，國內(nèi)外企業(yè)都在重點研發(fā)。在封測聯(lián)盟下成立了TSV研發(fā)聯(lián)合體，目前有一個聯(lián)合研發(fā)團隊在華進共同研發(fā)，一起進行原始技術創(chuàng)新、集成技術的開發(fā)以及產(chǎn)品的導入，使各環(huán)節(jié)實現(xiàn)無縫連接。

　　中國工程院院士許居衍

　　所有IC和電子系統(tǒng)都將可重構

　　硅CMOS技術主要通過器件(工藝)創(chuàng)新、電路(架構)創(chuàng)新和集成(方法)創(chuàng)新來實現(xiàn)。

　　硅CMOS技術的精髓是等縮放，功耗約束導致暗硅現(xiàn)象，成為前進中的又一個障礙。

　　硅CMOS技術發(fā)展出現(xiàn)以下幾種情況：一是硅CMOS集成中有源器件溝道越來越小，而第三維布線層次越來越多。二是進展中出現(xiàn)了一個“悖論”，摒棄本系材料特征的優(yōu)勢，發(fā)展原本平面集成的技巧;抑制本應充分利用的效應，專注不涉及器件機理的加工。三是產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟循環(huán)有可能受阻。四是新興器件短期“無望”。

　　當前，硅CMOS技術出現(xiàn)諸多瓶頸，但一時又離不開它。在現(xiàn)存范式內(nèi)，硅CMOS技術需要創(chuàng)新，主要通過器件(工藝)創(chuàng)新、電路(架構)創(chuàng)新和集成(方法)創(chuàng)新來實現(xiàn)。

　　實現(xiàn)硅技術發(fā)展創(chuàng)新，需要把握以下幾個方面：

　　一是硅CMOS器件提升空間日益縮小，目前實踐中的兩種“自上而下”創(chuàng)新(器件溝道納米線、量子阱化;新興器件沿用FET結構)，或許會導致“自下而上”的創(chuàng)新。

　　二是數(shù)以億計納米級硅CMOS集成所帶來的產(chǎn)品參數(shù)散差、漲落和高開發(fā)成本，將極大地推動制成品可編程、可重構的創(chuàng)新發(fā)展，這將導致“可編程、可配置不僅僅存在于FPGA中，而且存在于所有IC中，甚至電子系統(tǒng)也將具有可重構功能。

　　三是在延伸縮小硅CMOS片上集成日益困難的情況下，拓展摩爾已成為重要的方向，這種涉及異質功能的集成方法，在3DIC上仍存在諸多問題，因此發(fā)展空間很大，這將在第三次工業(yè)革命浪潮中得到空前發(fā)展。

　　清華大學微電子所所長魏少軍

　　軟硬兼施成為IC企業(yè)必修課

　　硬件復興的發(fā)展路線是應用驅動下的“軟硬兼施”，要求人們從互聯(lián)網(wǎng)視角重新看待硬件。

　　互聯(lián)網(wǎng)改變了人們的生活方式，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也在強勢介入硬件：谷歌收購摩托、阿里推云手機、百度推手機等等，這些都是硬件復興的現(xiàn)象。

　　移動智能終端是硬件復興的核心。但是手機創(chuàng)新步伐緩慢，可穿戴設備開創(chuàng)了一個新的空間。未來幾年，可穿戴設備將成為新的增長點，引發(fā)個人數(shù)據(jù)庫革命。瑞士信貸預測，目前可穿戴設備市場規(guī)模達30億~50億美元，未來2~3年將達到300億~500億美元。

　　可穿戴設備是硬件復興的驅動力，不過硬件復興并不只是可穿戴設備，今后移動個人云(移動存儲+無線接入+云服務+移動電源)將成為重點。硬件復興的特點主要表現(xiàn)為：面向移動互聯(lián)網(wǎng)、以智能手機為中心、各類傳感器、硬件+軟件+互聯(lián)網(wǎng)+服務、數(shù)據(jù)+音頻+圖像+視頻、個人應用+分享+社區(qū)、健康+運動、個人數(shù)據(jù)+個人云、個性化應用+平臺化硬件、商業(yè)模式創(chuàng)新、云計算+物聯(lián)網(wǎng)。

　　硬件復興的實質是移動互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)支撐下的智能移動終端外延擴展和應用創(chuàng)新。其發(fā)展路線是應用驅動下的“軟硬兼施”。與以往硬件支撐互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展而催生出虛擬經(jīng)濟不同，硬件復興將要求人們從互聯(lián)網(wǎng)視角重新看待硬件，從而改變硬件廠商的命運，影響和改變其他產(chǎn)業(yè)的商業(yè)模式。

　　從硬件復興來看集成電路，將有如下發(fā)展變化：一是集成電路的發(fā)展將從“單一的技術創(chuàng)新”驅動轉變?yōu)椤凹夹g創(chuàng)新+應用創(chuàng)新”。二是應用創(chuàng)新驅動軟件創(chuàng)新，軟件創(chuàng)新引領芯片創(chuàng)新將成為發(fā)展的主旋律。三是“軟硬兼施”成為集成電路企業(yè)的必修課。四是微處理器、存諸器和各類接口是芯片必須掌握的核心技術和IP。五是集成電路企業(yè)“跨前一步”，將迎來更寬廣的發(fā)展空間。

　　上海新陽半導體材料股份有限公司副董事長孫江燕

　　材料商應關注整個產(chǎn)業(yè)走向

　　封測產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟推動產(chǎn)業(yè)鏈的合作，上下游企業(yè)從“買賣關系”轉變成為“戰(zhàn)略合作伙伴”。

　　在封測產(chǎn)業(yè)鏈中，以前企業(yè)之間是點對點，材料供應商與下游是“客戶關系”、“買賣關系”。材料企業(yè)經(jīng)常遇到這樣的情況，國內(nèi)客戶常會問起生產(chǎn)出的材料被國外哪些企業(yè)使用過，而國外客戶會問有沒有國內(nèi)企業(yè)在用你的材料。

　　對于材料廠商而言，材料產(chǎn)品是功能性產(chǎn)品，無法在實驗室中做得和客戶需要的一模一樣，要做到一樣，必須要有與客戶一樣的工廠。即使這樣，也只能對某一兩種產(chǎn)品很熟悉，不可能對所有的產(chǎn)品熟悉。

　　現(xiàn)在通過封測產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟推動產(chǎn)業(yè)鏈的合作，使上下游企業(yè)改變了以前的觀念和模式，也從“買賣關系”轉變成為“戰(zhàn)略合作伙伴”的關系。通過協(xié)同創(chuàng)新，以封裝龍頭企業(yè)為主，把上下游橫向、縱向都連起來。下游企業(yè)需要什么樣的材料、技術，會反饋給材料廠商，材料廠商根據(jù)需求進行研發(fā)、生產(chǎn)，做到有的放矢。同時，上下游之間的磨合加快，材料廠商在客戶的反饋中能夠不斷升級，做出來的產(chǎn)品水平提升得也會很快。

　　作為材料商，需要關注的不僅是同行業(yè)在做什么，還要關注整個產(chǎn)業(yè)在朝什么方向走。比如：材料廠商需要關注和研究物聯(lián)網(wǎng)、云計算、智慧城市，例如傳感器的封閉技術、制造技術，材料在其中如何做支撐等。

　　當前產(chǎn)業(yè)鏈以“項目”為紐帶，上下游結合共同開發(fā)。比如開發(fā)一個晶體管，材料廠商會考慮，這個如何集成，用什么材料?封裝廠會考慮封裝，設備廠考慮做設備。產(chǎn)業(yè)鏈上下游一起來開會，共同攻關。

　　信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展極快，在摩爾定律失效之后，更需要產(chǎn)業(yè)鏈上下融合。以前整個行業(yè)“老死不相往來”，比如在一個會議上很少碰到三個同類企業(yè)，現(xiàn)在整個產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同之后能夠相互了解，這對企業(yè)和產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展來說都受益。