同舟共濟(jì)，揚(yáng)起鵬城半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)“芯”帆

在集成電路（IC）面臨全行業(yè)產(chǎn)能奇缺的嚴(yán)峻形勢下，全民對全面實(shí)現(xiàn)芯片國產(chǎn)化的呼聲高漲，深圳作為中國電子信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)重鎮(zhèn)，也是集成電路（IC）產(chǎn)品集散、應(yīng)用和設(shè)計(jì)中心，無論產(chǎn)業(yè)規(guī)模還是技術(shù)水平都名列前茅。如何有效地發(fā)揮本地企業(yè)整體優(yōu)勢，加快推進(jìn)芯片國產(chǎn)化進(jìn)程，成為深圳IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展和規(guī)劃的重要課題。針對這個(gè)課題，本人在深圳專程拜訪履新不久的深圳半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)周生明會(huì)長，他還擔(dān)任南方科技大學(xué)深港微電子學(xué)院副院長，于是我們不僅從著眼整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局，而且還就產(chǎn)學(xué)研結(jié)合進(jìn)行了交流。

1. “芯”潮澎湃的厚積薄發(fā)

周會(huì)長對深圳IC產(chǎn)業(yè)感情很深，首先談到集中的多達(dá)230余家IC企業(yè)，按行業(yè)類型細(xì)分，設(shè)計(jì)156家，占比近七成；封測36家；半導(dǎo)體設(shè)備類31家；制造3家；半導(dǎo)體材料類4家，可謂陣容齊整，產(chǎn)值連續(xù)八年居全國城市之首。2019年深圳IC產(chǎn)業(yè)總體年銷售收入達(dá) 1452億元，增速接近八成，首次突破千億大關(guān)。產(chǎn)業(yè)規(guī)模增速接近80%。其中IC設(shè)計(jì)銷售收入為1131億元，同比增長55%。如圖1所示為五年來產(chǎn)業(yè)規(guī)模增長及趨勢。 

圖1 深圳市集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模和增長趨勢

深圳IC設(shè)計(jì)企業(yè)技術(shù)能力直逼國際領(lǐng)先水平，明星產(chǎn)品出自海思的有4G/5G手機(jī)基帶芯片、首款5G麒麟SoC芯片、鯤鵬系列服務(wù)器芯片，均為行業(yè)引領(lǐng)標(biāo)志。全球領(lǐng)先“AI 3D傳感器+算法”軟硬件一體3D 感知整體芯片及解決方案出自奧比中光，旨在賦能智慧零售、智慧交通、智能制造、智能安防、數(shù)字家庭等應(yīng)用領(lǐng)域。國內(nèi)首款自主產(chǎn)權(quán)的千萬門級高性能FPGA出自紫光同創(chuàng)，已成功推向規(guī)模商用；全球首創(chuàng)超薄屏下光學(xué)指紋方案出自匯頂科技，指引5G時(shí)代生物識別技術(shù)方向；

全球領(lǐng)先的電容屏觸控芯片、LCD/AMOLED顯示驅(qū)動(dòng)芯片、觸控顯示整合單芯片、電容式/光學(xué)式指紋識別芯片等出自敦泰科技，伴隨先進(jìn)智能人機(jī)界面解決方案。

更多的國產(chǎn)化格局特色的芯片宛若群星璀璨在鵬城閃耀。

衡量IC設(shè)計(jì)企業(yè)能力的主要技術(shù)指標(biāo)在于設(shè)計(jì)規(guī)模和最小特征線寬，體現(xiàn)出芯片集成度和工藝的先進(jìn)性。如圖2所示為處于不同能力級別及水平分布狀況。最高7nm工藝已由海思實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，而展訊通訊（深圳）已進(jìn)入先導(dǎo)研究。進(jìn)入10nm工藝的有中興微電子，進(jìn)入14nm工藝的則是開陽電子和瑞斯康微電子。

圖2 深圳市IC設(shè)計(jì)企業(yè)能力水平分布狀況

周會(huì)長坦言，深圳IC制造業(yè)相比于設(shè)計(jì)業(yè)薄弱，目前企業(yè)僅有3家制造類，其他36家封測類、31家設(shè)備類、4家半導(dǎo)體材料類。隨著產(chǎn)業(yè)政策落實(shí)及第三代半導(dǎo)體和傳感器等應(yīng)用落地，半導(dǎo)體設(shè)備和材料方面發(fā)展空間巨大。未來五年IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)由《深圳市進(jìn)一步推動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2019—2023 年）》確定，就是要做大產(chǎn)業(yè)，力爭到2023年整體銷售收入突破2000億元規(guī)模，制造業(yè)及相關(guān)環(huán)節(jié)要占兩成，屆時(shí)技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)鏈條、平臺服務(wù)都將提升，同時(shí)完善生態(tài)體系。把深圳建設(shè)12英寸先進(jìn)工藝線作為重大工作目標(biāo)，特別在目前的國際背景下，中芯國際與深圳國資合資建設(shè)28nm晶圓廠，對于深圳完善集成電路產(chǎn)業(yè)鏈、促進(jìn)信息產(chǎn)業(yè)升級和提升深圳的戰(zhàn)略地位都具有重大的歷史意義。為掌握新一輪全球新興科技與產(chǎn)業(yè)競爭戰(zhàn)略的主動(dòng)權(quán)，立足于中國就務(wù)必進(jìn)一步提升深圳IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，使之成為影響力卓著的創(chuàng)新引領(lǐng)型城市。

2. “芯”悅誠服的聯(lián)動(dòng)共贏

深圳IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展源于始于90年代 的規(guī)劃和布局，周會(huì)長作為親歷者感慨頗深。他并不回避曾經(jīng)錯(cuò)失發(fā)展制造與封測的良機(jī)，但還是奪得集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)化的先機(jī)。2000年初成立的深圳IC基地具有極其深遠(yuǎn)的意義，這是科技部實(shí)施“十一五”計(jì)劃和國家重大科技專項(xiàng)的載體，匯集和整合政、產(chǎn)、學(xué)、研、用等各方資源，促進(jìn)IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的公共支撐平臺。基地主要功能為建設(shè)服務(wù)于IC設(shè)計(jì)的軟硬件和測試平臺，建立IC設(shè)計(jì)企業(yè)孵化器以降低初創(chuàng)門檻和產(chǎn)品研發(fā)成本，并開展國內(nèi)外技術(shù)交流和IC設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)和職業(yè)培訓(xùn)。

IC產(chǎn)業(yè)具有知識技術(shù)和資本密集、高投入和高產(chǎn)出的特點(diǎn)，因此建設(shè)專業(yè)、高效的技術(shù)服務(wù)平臺成為全產(chǎn)業(yè)發(fā)展的催化劑和加速器至關(guān)重要。深圳的IC行業(yè)聯(lián)手打造國產(chǎn)IC創(chuàng)新產(chǎn)品推廣平臺，創(chuàng)立建設(shè)整機(jī)企業(yè)與IC企業(yè)多種聯(lián)動(dòng)機(jī)制，如圖3所示，努力建立和營造集聚式發(fā)展環(huán)境以優(yōu)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間。

圖3 創(chuàng)新建設(shè)整機(jī)企業(yè)與集成電路企業(yè)多種聯(lián)動(dòng)機(jī)制

目至此深圳 IC 基地已建成完善的公共電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）、知識產(chǎn)權(quán)模塊（IP）復(fù)用與系統(tǒng)級芯片（SoC）開發(fā)、流片服務(wù)“三平臺”；測試驗(yàn)證工程技術(shù)和教育培訓(xùn)“兩中心”形成了以高新區(qū)為中心，輻射各區(qū)的 IC設(shè)計(jì)與應(yīng)用產(chǎn)業(yè)集聚的協(xié)同發(fā)展環(huán)境“多園區(qū)”。以海思、中興、比亞迪、匯頂?shù)葹榇?，具有相?dāng)規(guī)模的 IC 設(shè)計(jì)與應(yīng)用企業(yè)匯聚其中，構(gòu)建出 5G、通信、物聯(lián)網(wǎng)、顯示驅(qū)動(dòng)與觸控、汽車電子、人工智能等 IC 設(shè)計(jì)與應(yīng)用優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)鏈前景喜人。

然而歷史來看，經(jīng)濟(jì)發(fā)展都是波浪式，隨著國際形勢的變化，IC行業(yè)迎來不期而遇的寒流，對此周會(huì)長認(rèn)為要用戰(zhàn)略高度來看待。全行業(yè)芯片產(chǎn)能緊缺其實(shí)是供應(yīng)鏈被打亂，從長遠(yuǎn)來看這正是對國產(chǎn)芯片的機(jī)遇。深圳半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)需要因勢利導(dǎo)地布局，對銷售和分銷、物流、供應(yīng)鏈要加強(qiáng)管理。這就需要成立專委會(huì)，包括存儲(chǔ)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、通信接口等，要加強(qiáng)對國產(chǎn)化配套和方案化研究。在產(chǎn)業(yè)化加速推進(jìn)方面，要增加半導(dǎo)體設(shè)備和材料的廠商數(shù)目，做到“百花齊放”才是良性的發(fā)展，所以要有序規(guī)范，避免無序競爭，也不希望出現(xiàn)強(qiáng)勢壟斷。

3.“芯”享事成的產(chǎn)教融合

周會(huì)長的經(jīng)歷頗為傳奇，早在1996年就來深圳開創(chuàng)IC產(chǎn)業(yè)，隨后參與創(chuàng)立IC產(chǎn)業(yè)基地并工作至今，他深感本土IC人才培養(yǎng)的缺乏，作為全國最大的IC設(shè)計(jì)基地，教育資源與產(chǎn)業(yè)不相匹配，便著手策劃創(chuàng)辦微電子學(xué)院。隨著深港微電子學(xué)院于2018年在南科大成立，他實(shí)現(xiàn)由產(chǎn)業(yè)界邁入教育界的閃亮轉(zhuǎn)身，卻保持著教育者和行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的雙重身份。談到微電子學(xué)院，他認(rèn)為首先是產(chǎn)教融合最徹底，由產(chǎn)業(yè)需求推動(dòng)教研進(jìn)展；其次依托粵港澳大灣區(qū)規(guī)劃布局，具有國際化視野。第三、所有課程和教師都與產(chǎn)業(yè)緊密結(jié)合。這就與IC產(chǎn)業(yè)基地連貫起來，有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，才獲得更高的定位。在與企業(yè)合作承擔(dān)橫向縱向課題方面成果斐然，新成立時(shí)就多達(dá)33個(gè)。與企業(yè)合作成立校企聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，不到一年半就達(dá)到十個(gè)的目標(biāo)，另有十家成立在即。聘請企業(yè)專家也極為踴躍，校企聯(lián)培專業(yè)碩士以產(chǎn)業(yè)需求的人才為目標(biāo)，十家企業(yè)實(shí)訓(xùn)基地承擔(dān)支持與產(chǎn)業(yè)互動(dòng)，所有這一切都在有效地促進(jìn)芯片國產(chǎn)化的進(jìn)程。

產(chǎn)教融合的描述可以濃縮如圖4所示，這是產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合格局的集中展現(xiàn)。

微電子創(chuàng)新中心與IC公共技術(shù)服務(wù)體系互動(dòng)，面向基于各門類核心芯片的相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈推廣應(yīng)用，在各個(gè)環(huán)節(jié)都有所需的平臺支持如下：

第一、大學(xué)計(jì)劃EDA軟件工具平臺，包括專業(yè)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)、獨(dú)立IC設(shè)計(jì)教師和實(shí)驗(yàn)室，并配備多種EDA軟件。EDA工具國產(chǎn)化，得益于華大九天、鴻芯微納等國內(nèi)企業(yè)的支持。

第二、 IP復(fù)用和SOC開發(fā)平臺，需要既支持IP開發(fā)，也支持CPU、GPU、DSP、USB等接口IP核復(fù)用的SOC開發(fā)。

第三、 與ARM中國共享IP資源；

第四、 主要晶圓廠的MPW技術(shù)支持及流片服務(wù)，工藝庫的開發(fā)與銜接。提供設(shè)計(jì)接口、設(shè)計(jì)工藝庫、設(shè)計(jì)規(guī)則、設(shè)計(jì)模型、IP庫和設(shè)計(jì)套件等。

第五、先進(jìn)存儲(chǔ)、智能存儲(chǔ)、存儲(chǔ)控制、封裝測試、產(chǎn)品檢測、品質(zhì)認(rèn)定等。

第六、設(shè)立聯(lián)合共建研究中心、聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，開展產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目合作，打造完整的政產(chǎn)學(xué)研用體系，著力培養(yǎng)實(shí)用型高端人才和領(lǐng)軍型人才。

第七、參與“IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”和“國家IC公共服務(wù)聯(lián)盟”等。

第八、科研與產(chǎn)業(yè)緊密結(jié)合、學(xué)院研究成果充分轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化。

圖4 IC教學(xué)、科研、產(chǎn)業(yè)化一體化平臺