欧盟进军2nm，美强势发力半导体，国内呢？院士：28nm够用

半导体市场，再一次迎来改变！

从特不靠谱限制芯片出口以来，半导体市场就出现了动荡，这个稳定几十年的供应链不再稳定，而有的人表示 “全球合作的局面就要结束了”， 如今看来也确实如此，当下都在走自研道路，毕竟谁也不想被卡脖子，而这一场竞争，已经开始了。

当下欧盟开始进军2nm，台积电已经量产5nm并且苹果A15将会首发，而且和联合苹果将研发2nm，可以说这样巨头都在往前冲， 而国内呢？不少网友在问，被美围堵的中国芯，出路在哪？

随着摩尔定律的逐渐放缓，这对于追赶者来说是一件好事， 至少是空出“档期”来追平其他先进工艺，而在全球芯片荒的情况下，对于国产替代也是有一定的好处，但是这里就有一个问题所在，就是“虚假繁荣”。

近年来，尤其是去年，国内造芯热潮不断， 有统计显示去年我们投资半导体方面的资金高达1400亿，而且相关企业就有6万之多，看上去中国芯是轰轰烈烈， 但是在这繁荣之下也出现了“烂芯”，比如南京德科码半导体、武汉弘芯等等，说多了都是泪， 但如长江学者特聘教授刘雷波所讲的那样，在芯片荒之下，大浪淘沙，会沉淀出哪些是有技术的企业，哪些是浑水摸鱼的。 当然这个就以后细讲。

刘雷波也指出， 当下的芯片荒也有助于国产替代的发展，简单来说以往即便是想要实现芯片崛起，但是国内很多环节都是多年来依赖于国内设备、材料等，想要忽然替换国产，确实难度比较大。 这就像是A型血的人，你给他换B型血，这当然是行不通的。虽说这样说有点夸大，但是意思是一样的。

但是当下芯片荒来袭，却也顾不了这么多，只要你有产能，只要产能过关，就能替换，而这也间接地促进国产替代了。

机遇是有的，但是挑战也是很大，就像中科院院士此前讲的那样，我们还有35项之多的关键性技术被卡脖子， 诸如PVD、刻蚀机、CVD等等都是依靠进口，而这些都需我们去攻克！

当下欧盟、日本开始进军2nm领域，而老美不仅邀请了台积电赴美建厂，还开始与日进行合作，为了刺激美本土半导体，也拿出500亿作为补贴，可以说不管是老美还是欧盟，都开始发力了，那么国内呢？

以中芯为例，在着手先进工艺的同时，开始扩产28nm。

其实此前的吴汉明院士、龙芯总设计师胡伟武都曾表示，当下14/28nm芯片能够满足90%的应用， 我们不必看别人做5nm我们就去追赶，应该基于实情，提高产能，这才是当务之急。

而IC Insights此前也发布过一份报告，其中显示哪怕是到了2024年， 40纳米以上成熟支撑占比约为37%。换言之，当下依然是“成熟工艺”为主。

这里并不是说我们就专注于成熟工艺不研发先进工艺，而是说我们更应该基于实情进行研发，当然，也是为了避免“虚假繁荣”。

当下芯片荒日益严重，而自研已然盛行，不掌握核心技术，被卡脖子时都没有回击的余地，而中国芯，已经在路上了！

刘明院士

在10月22日下午举行的2020中国计算机大会上，刘明院士作了题为《集成电路的创新与发展》的大会报告，其中谈到中国集成电路的现状以及她的个人思考。

刘明称，中国IC产业发展的有利之处可以用三个短语概括：市场巨大、政府重视和资本热捧。

“首先看市场，2019年中国集成电路的进口额是3000亿美元。2019年整个IC全球的销售额大概4500亿美元，所以大部分都被中国买来了。”此外，政府对集成电路产业高度重视，出台产业发展相关政策。在资金方面，中央成立了集成电路产业的专项基金，首期是1387.2亿，二期超过了2000亿。各个地方政府都成立了地方的专项资金来支持中国集成电路的发展。

刘明介绍，在2010年到2019年10年间，中国集成电路的年均复合增长率超过了20%，同期国际的年均符合增长率大概是5%，中国的增长速率远高于全球水平。2020年上半年，整个销售额也达到了3539亿，同比增长了16.1%。

再看整个的集成电路三个方面——测封、制造和设计的比例。她介绍，2015年到2020年的第一季度，中国这三个方面的比例正在逐步优化。

“从过去的大封测、小制造、小设计，到现在的大设计、中封测、中制造方向的演进。但是即使如此快速的发展，到了2020年国产芯片的自给率也只有16.7%。”

中国集成电路的现状

刘明从材料、设备和制造技术等角度进一步分析中国集成电路的现状。

她表示，半导体的主要材料，从硅片到掩模版、光刻胶等领域由日本厂商占领。其它材料比如电子特气、抛光液和抛光垫等领域的市场份额由美国厂商占领。“国产的硅片大部分都用在分离器件、太阳能电池等领域里，而在集成电路制造领域国产硅片的比例非常低。”

设备方面，“中国集成电路设备各环节的平均占有率（包括低端的后端的设备）是14%，而光刻设备、离子注入等核心设备都来源于欧美国家，国产率不足5%。如果对比先进的28nm特别是18、14nm以下的技术，国产占有率更低。”

“再看制造技术，我们的工艺制成落后大概2到3代，同时体量特别小。”“大家不要光盯着尖端的技术，我们的基础是否夯实也非常重要。”

刘明还提到中国集成电路的另一大特点——产业发散。不同于全球集成电路企业并购频繁、高度聚集，中国的企业如雨后春笋，层出不穷。“2004-2019年，中国IC产值增加20倍，企业数增加300倍，设计企业突破4000家。”

她在报告中指出科学研究与产业发展的关系，认为科学研究需要积累，前瞻研究转换成市场应用需要再次创新和时间周期。“中国目前商业模式的创新是非常有活力，也很有资源，但是底层技术和基础产业如何坚守和获得支持，也值得我们深思。”

集成电路如何发展？

“集成电路成了一级学科，很多人都在问，你们觉得要怎么发展？”

在刘明看来，新技术不断出现是集成电路领域最大的特点。“材料、设备、工艺、软件、硬件的整体提升，才能让这个行业整体提升，其实是一个微观世界的庞大系统工程。这个行业融合了电子信息、物理、化学、材料、工程、自动化等等多学科的交叉，其实需要综合的知识背景，交叉的技术技能融合创新的素质，才能在这个行业里游刃有余。”

她认为，美国IC产业之所以强大是源于他们对STEAM基础学科的高度重视（STEM是科学、技术、工程、数学四门学科英文首字母的缩写），所谓功夫在诗外。大学教育无论改了多少专业都应该以通识教育为主，夯实基础，学生能够有学习的能力和独立思考的能力更重要。

“应该坚持市场经济，按产业规律办事，避免更多的行政干预。改善产业环境、税收调节以及产品的迭代机制， 健康 的资本，技术的积累、创新的机制都对这个行业的良性发展至关重要。”

刘明表示，核心的知识产权和技术发展没有捷径和弯道，“有弯道别人也走了不会留给我们”，夯实基础、长远布局非常重要。另外，她还提到应加强知识产权和企业家财产权的保护、坚持改革开放等。

刘明，1964年4月出生于江西丰城，1998年于北京航空航天大学获博士学位。现任中国科学院微电子研究所研究员、博士生导师、中国科学院微电子器件与集成技术重点实验室主任。2015年当选为中国科学院院士。

刘明长期致力于微电子科学技术领域的研究，在存储器模型机理、材料结构、核心共性技术和集成电路的微纳加工等方面做出了系统性和创造性的工作。她的代表性成果包括：建立了阻变存储器（RRAM）物理模型，提出并实现高性能RRAM和集成的基础理论和关键技术方法。

校对：栾梦

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