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中国工程院院士吴汉明：我国在芯片制造环节的机会

发布时间： 2021-01-18

作者：邱丽婷

半导体行业观察讯，2021年1月16日，中国芯片公司CEO和顶尖投资机构合伙人面对面深度交流的年度高规格盛会——中国芯创年会 | China IC Conference在上海隆重举行，第二届中国芯创年会由摩尔精英主办，云岫资本和芯谋研究协办。在会上，中国工程院院士、浙江大学微纳电子学院院长吴汉明发表了名为《关于我国集成电路芯片制造的思考》的演讲。

在会上，吴院士指出，目前是发展半导体产业天时地利人和皆具的时机。最近三个月内，合肥以及上海等城市在发展建议座谈会中，都将集成电路放在了首要发展的位置。

吴院士介绍道，从工艺流程看，集成电路的制造有三个阶段。第一阶段将沙子提炼出来，通过高温变成单晶片；第二阶段，把设计好的成千上万个晶体管做到硅上去，也就是芯片制造的前道工艺，这是整个芯片制造的核心。第三阶段就是后段封装等。在这三个阶段中，第一步成本非常低，相对成本1%左右，第二阶段占了80%。还有封装占大概19%。吴院士表示，从经费投资就能看出，前道工艺的发展和投资强度很大。

从生态链的角度看，集成电路分为四个部分：材料部分，设计部分，制造部分以及装备部分。吴院士指出，在四个部分中，我国材料与装备还处于相对较弱的阶段。在制造方面，中芯国际作为我国龙头企业，已经在国内技术发展中起到了一定作用。吴院士进一步说到，在芯片制造方面，光刻机是难度最大的一环，但技术的发展并不能仅靠光刻机，其中有很多综合因素。

从整个芯片技术的发展历程来看，近20年来，成功跨越的7个技术中，每一代都有一系列的核心技术需要突破。归纳为三个瓶颈：第一类材料瓶颈，第二类器件架构改变，第三类光刻极限技术被突破，这些突破使得摩尔定律在近20年中可以顺利发展下来，而这些关键突破的很多成果是由基础研究得到的，所以基础研究对产业的支撑很重要。

我国的机遇在哪里？吴院士指出，目前，全球形势变化很快，可以说是百年未有之大变革。

首先，单一的先进的研发工艺将越走越艰难，因此我们必须要有一些特色工艺，包括新的架构等等。

其次，在当前安全不可预测的国际形势下，我国以基本自主可控的装备为主体做出55纳米产品的意义远大于使用全部进口装备做产品。

再来，摩尔定律趋缓，目前芯片每年性能提升已经趋于饱和，这也给追赶者一个机会，再也不像以前发展那么快了。

再看去年的销售数据，去年全球芯片制造各个技术节点产能的份额，10nm技术节点以下的先进产能只有17%的份额，而市场83%的份额都是在10nm以上的节点，相对成熟的特殊工艺、市场空间、创新空间依然巨大，有很多机会，对我们中国的芯片制造行业是一个机会。

吴院士强调，做技术研发也需要注意一些事情：

首先，做技术研发必须要有产业引领，千万不要把企业做成一个研究性的企业，光有新技术没有产业支撑，这是一个很大的误区。 其次，可以探索一条做集成电路建设新工科这个途径，新引进、考核、晋升体系，产教融合特色的完整体系，开拓新型人才培养途径，发挥与传统工学院不同的国际方法。 还有就是国内的产业链应该有个支撑，为上下游企业（材料、装备、芯片设计，特种工艺芯片）提供成套工艺验证。