魏少軍：切勿錯失超摩爾定律機(jī)會窗口

　　摩爾定律確實(shí)是變慢了。依照摩爾定律，全球半導(dǎo)體的工藝制程技術(shù)平均每2年進(jìn)入一個(gè)新世代。但是從工藝微縮角度講，所有業(yè)界人士有一個(gè)共識，即半導(dǎo)體遲早會遇到技術(shù)上無法克服的物理極限，無論是10nm、7nm，還是5nm，極限必然存在。傳統(tǒng)的光學(xué)光刻技術(shù)還在向細(xì)微化延伸，目前利用193nm浸液式，加上兩次圖形曝光技術(shù)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)20nm工藝技術(shù)的量產(chǎn)。但業(yè)界一致認(rèn)為下一代14nm可能是個(gè)坎兒，要么采用更復(fù)雜的三次圖形曝光技術(shù)，但是那會大幅增加曝光次數(shù)和制造成本;或者采用具有革命性的14nmEUV光刻技術(shù)，但工藝制程尚未理順。

　　此外，即使技術(shù)上可行，產(chǎn)品還要受到成本等綜合因素的限制，能否被工業(yè)界接受還是未知數(shù)。目前，硅片直徑正由300mm向450mm過渡。從理性思維出發(fā)，硅片直徑增大是遲早會被采用的，因?yàn)槊娣e放大2.25倍，平均來說成本僅增加30%，還是十分誘人的。但是半導(dǎo)體業(yè)界擁抱450mm晶圓的熱情并不強(qiáng)烈。首先，半導(dǎo)體設(shè)備廠的積極性就不高，它們害怕450mm設(shè)備高達(dá)200億美元的研發(fā)成本可能無法收回;其次，半導(dǎo)體制造廠的積極性也不高，它們唯恐高達(dá)100億美元的建廠費(fèi)用無法收回。目前對于450mm有能力、有興趣的芯片制造廠僅有三家——英特爾、三星和臺積電。

　　總之，縮小線路工藝尺寸和擴(kuò)大硅片直徑歷來是推動半導(dǎo)體業(yè)進(jìn)步的“兩個(gè)車輪”。然而目前這兩個(gè)輪子都遇到了阻礙。

　　本來，先進(jìn)技術(shù)水平前進(jìn)速度減慢有利于落后者趕超，但是這一趨勢對中國IC業(yè)的影響卻存在極大的不確定性。近年來，中國IC業(yè)基本以滿足國內(nèi)市場為導(dǎo)向，形成的最大競爭優(yōu)勢主要為兩點(diǎn)：貼近用戶與快速搶市。中國電子業(yè)的特色是生產(chǎn)廠商多、市場改變快、產(chǎn)品窗口期短。中國IC企業(yè)在追求短期市場效益之下，基本形成了一套以客戶為導(dǎo)向，集中產(chǎn)品開發(fā)資源于先鋒產(chǎn)品之上，快速推出產(chǎn)品，快速攻占市場的戰(zhàn)術(shù)。這一策略盡管存在短期效應(yīng)之嫌，但也有其合理性。面對國際大廠的激烈競爭，中國IC業(yè)仍然能發(fā)揮主場優(yōu)勢，獲取市場份額，保持增長。

　　但是，隨著摩爾定律的放緩，國際大廠開始通過其他創(chuàng)新方式來解決問題。以對工藝技術(shù)極其敏感的內(nèi)存行業(yè)為例，相關(guān)企業(yè)開始通過內(nèi)存的管理技術(shù)，包括用一些控制器和固件的方式更好地去管理;通過更加先進(jìn)的封裝技術(shù)，比如三維的封裝、堆疊的封裝以及超纖薄的封裝技術(shù)來解決電子蝕刻技術(shù)演進(jìn)腳步放緩帶來的問題。也就是說，未來國際大廠將把半導(dǎo)體市場競爭拉高到系統(tǒng)層級。在系統(tǒng)層級上，競爭層次除了設(shè)計(jì)工藝之外，還多出了芯片封裝和測試工藝、零件減量規(guī)劃等。如果國內(nèi)IC業(yè)的競爭策略還墨守在硅片層級，發(fā)展前景將不容樂觀。

　　在此情況下，中國IC業(yè)要想避免競爭中的不利因素，套用時(shí)下一句流行語叫“創(chuàng)新要逐步進(jìn)入深水區(qū)”。

　　這首先就要求中國半導(dǎo)體領(lǐng)域的創(chuàng)新需要由以“仿制”、“替換”進(jìn)口產(chǎn)品為主的再創(chuàng)新，轉(zhuǎn)向注重自主標(biāo)準(zhǔn)、核心技術(shù)的集成創(chuàng)新乃至原始創(chuàng)新。2012年中國集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模已超過2200億元，在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)總量中所占比重已經(jīng)超過了10%。但中國IC設(shè)計(jì)業(yè)的集群創(chuàng)新、整合力低，市場資源利用、組織能力較差;同時(shí)，也暴露出了產(chǎn)業(yè)自身供需價(jià)值鏈和生態(tài)鏈的構(gòu)建和環(huán)境駕馭能力弱，市場競爭力缺乏核心支撐等問題。這些方面都是未來需要著力解決的。

　　其次，要選好突破口。雖然“摩爾定律”有放緩之勢，“超摩爾定律”卻不斷發(fā)酵，MEMS和傳感器、智能功率、汽車芯片、嵌入式處理器等新興半導(dǎo)體技術(shù)市場不斷擴(kuò)大，美日歐等國際大廠正在不斷加大這一領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)與市場拓展力度。中國企業(yè)絕不應(yīng)再錯失這個(gè)機(jī)會窗口。

　　最后，應(yīng)當(dāng)探索一個(gè)有效的中國半導(dǎo)體業(yè)發(fā)展模式。目前業(yè)界有人提出了虛擬IDM、整機(jī)帶動等發(fā)展模式，無論是通過抱團(tuán)取暖，還是依靠終端市場的實(shí)力整體推進(jìn)，均有其合理性，值得未來進(jìn)一步探索。

　　專家觀點(diǎn)

　　中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會副理事長魏少軍

　　先進(jìn)制造高額投資考驗(yàn)中國IC業(yè)

　　當(dāng)前，建一個(gè)代工廠，28nm技術(shù)大概需要80億美元～100億美元，16nm需要120億美元～150億美元，這個(gè)投資成本太大;生產(chǎn)成本也會很大，32nm需要1500個(gè)工序，22nm需要2000個(gè)工序。成本下不來，功耗問題不得不考慮全新的架構(gòu)，移動通信以后一定會用FINFET技術(shù)。

　　隨著技術(shù)的發(fā)展和投資的增加，代工廠的數(shù)量一直在下降，到22nm時(shí)，已經(jīng)不到10家，到14nm時(shí)，只有3家代工廠——英特爾、三星、臺積電。如果沒有其他代工廠加入16nm/14nm，國內(nèi)的制造企業(yè)會遇到很大麻煩。代工廠技術(shù)的進(jìn)步，支持其的設(shè)計(jì)公司的數(shù)量在減少,未來只有少數(shù)的芯片制造商能夠支持得起這樣的研發(fā)。

　　這種情況，對于高通的挑戰(zhàn)是，到22nm時(shí)，高通要保持領(lǐng)先地位，必須得找到一個(gè)很好的制造伙伴。之前高通與臺積電合作，但是目前臺積電還沒有FINFET工藝技術(shù)，要具備該技術(shù)至少需要3年的時(shí)間。如果沒有更先進(jìn)的技術(shù)，高通只能停留在28nm和32nm，這樣很容易被追上。

　　如果高通與英特爾聯(lián)手，高通就可以利用世界上最先進(jìn)的制造工藝開發(fā)出更高性能、更低功耗的SoC方案。這種方案具備太多的優(yōu)勢，其他同行無法戰(zhàn)勝。這樣，英特爾就進(jìn)入了移動互聯(lián)市場。那么，其他芯片制造商、芯片設(shè)計(jì)企業(yè)都將會輸?shù)簟?/p>

　　賽迪顧問副總裁李珂

　　中國半導(dǎo)體創(chuàng)新步入“深水區(qū)”

　　隨著行業(yè)的快速發(fā)展，中國半導(dǎo)體領(lǐng)域的創(chuàng)新正逐步進(jìn)入“深水區(qū)”。這就要求創(chuàng)新不能再“摸著石頭過河”，而需要做好頂層設(shè)計(jì)與長遠(yuǎn)規(guī)劃。近幾年來，國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在家電、手機(jī)、智能卡等諸多領(lǐng)域取得了一大批創(chuàng)新成果。但是，在CPU、存儲器、微控制器、數(shù)字信號處理器等高端通用芯片領(lǐng)域，仍未有大的突破。造成這一局面的原因，固然有這些領(lǐng)域進(jìn)入門檻高、競爭壓力大的因素，但也與行業(yè)層面的創(chuàng)新機(jī)制仍沿用“摸著石頭過河”、一年一度找熱點(diǎn)而缺乏長遠(yuǎn)規(guī)劃和長期布局的做法相關(guān)。因此，促進(jìn)中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新，要有攻堅(jiān)的勇氣和決心，要有長遠(yuǎn)的目標(biāo)和規(guī)劃。只有這樣，才能從根本上推動產(chǎn)業(yè)持續(xù)、快速、健康地發(fā)展。

　　ARM公司全球業(yè)務(wù)拓展執(zhí)行副總裁Antonio Viana

　　四大潛力市場值得關(guān)注

　　2013年ARM公司認(rèn)為有四大市場極具潛力。首先是處理器市場。2007年在所有能夠接入互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備當(dāng)中，大概有2/3基于x86的架構(gòu)，另外的1/3是ARM和Linux等。到2012年互聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備的出貨量已經(jīng)達(dá)到了16億臺，X86只占到了25%，而其他3/4是由ARM和其他的一些架構(gòu)來分享。到2017年，我們預(yù)計(jì)整體的出貨量可以達(dá)到40億臺。

　　其次是服務(wù)器領(lǐng)域。大規(guī)模數(shù)據(jù)中心是一個(gè)趨勢，在處理能力提高的同時(shí)，也對整個(gè)中心的功耗提出了要求。

　　再次是網(wǎng)絡(luò)連接領(lǐng)域也可以看到非常巨大的機(jī)遇。我們預(yù)計(jì)到2017年移動計(jì)算機(jī)和智能手機(jī)的數(shù)量將是現(xiàn)在的2倍，到2020年已安裝的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將達(dá)到500億臺，2012年～2017年，移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量將增長18倍。

　　最后一個(gè)領(lǐng)域是圖形處理。對于系統(tǒng)級SoC設(shè)計(jì)需要考慮CPU和GPU共同的設(shè)計(jì)開發(fā)。