解決“中國空芯”問題需要創新思維

　　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，需要創新思維。在轉型創新上，如何看待發展中“騰籠換鳥”、“兩張皮”現象?企業創新的核心是什么?技術創新中硅技術會有怎樣的發展?硬件復興為集成電路帶來哪些發展機遇，又該如何抓住這些機遇?2013太湖論道——在集成電路產業創新發展高峰論壇上，業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

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

　　現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濟的高速發展。從世界各國的發展情況來看，日本高速發展持續了16年，亞洲四小龍是13年，而中國高速發展持續了30年。中國GDP先后超過意大利、法國、英國、日本，成為世界第二大經濟體，這讓世界震動。

　　中國有220種工業產品產量居世界第二，但資源與能源消耗巨大，環境污染嚴重，粗放性生產持續。從每個勞動者創造的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。

　　要真正實現中國夢，需要知識創造財富。主要在幾大領域：1.芯片制造業。全球芯片制造業創造的價值約為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商務服務的模式。3.信息革命。它通過網絡、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。

　　中國在創新發展的過程中，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，美國對曾經在轉型中采取的空心化模式已經后悔，近幾年來開始采取制造業回歸。只要能帶來就業機會，只要能夠提高勞動者素質，只要有利于社會穩定，低成本制造就有其存在價值。二是理性處理環境污染問題，環境對策要有科學依據。三是如何處理“兩張皮”，“兩張皮”是指企業創新、科技創新和經濟運行并行發展的交集差，問題焦點集中在如何搞活企業自主創新、加強企業內研發機構和團隊建設。

　　企業是經濟發展的主體，企業創新發展有一個路線圖——技術創新是基礎，金融創新、商業模式創新是更高階段創新，最高點是文化創新。文化創新是企業競爭的核心，標志企業創新的高度。

　　江蘇長電科技股份有限公司董事長王新潮

　　企業發展需要與主流市場對接

　　封測企業一方面需要技術升級，與主流產品對接;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。主要原因在于國內手機IC設計企業的變化，比如銳迪科是長電的大客戶，其被整合后對后端封測企業也帶來一定的影響。

　　從國內封裝環節來看，目前處在斷層的狀態，新的市場接不住，傳統的市場在萎縮。比如，當前智能手機發展最為迅猛，但智能手機主要的封裝技術國內一些封裝企業還跟不上，而傳統的業務在進一步萎縮，市場不景氣，比如普通家用電器領域。

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

　　對此，封測企業一方面需要技術升級，與主流產品對接。技術不升級，只能做很低端的產品，只能導致價格戰，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中心副總經理曹立強

　　國內IC企業自發創新驅動力不足

　　在未來封測技術發展中，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。整個高端產品的設計系統構架將被打破，會從系統封裝設計開始，然后是芯片設計。

　　當前，國內的集成電路產業需求很旺盛，但是企業內在的創新驅動力不足，是一種被市場驅動的創新，而不是一種自發的創新。

　　產業發展需要協同創新，主要有三個層面：從產業鏈來講，就是工藝、裝備、材料環節的創新;從上下游角度來講，是芯片設計、制造和封測的創新;從格局來看，是政府、產業、研究所和協會的創新。

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

　　競爭型企業如何合作，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業中有立足之地，產業鏈的協同創新和與競爭型企業的聯合是必須的。比如英特爾、三星、AEMD、格羅方德、臺積電，幾家企業是競爭關系，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。現在中國追趕很吃力，但不追又不行。在企業創新方面，存在技術、資金、人才等問題。現在的創新，已經從單純的技術創新發展成為“技術+應用創新”。從創新來講，應用是載體。以后還要發展到文化創新這一更高階段，是一條漫長的路。如果封測企業目標是成為世界一流企業，那么必須要走這條路。

　　當下，封測業有可能在某些技術上實現彎道超車，封測聯盟也提出“全面追趕、局部超越”，以點帶面。我們的突破點就是三維系統封裝，國內外企業都在重點研發。在封測聯盟下成立了TSV研發聯合體，目前有一個聯合研發團隊在華進共同研發，一起進行原始技術創新、集成技術的開發以及產品的導入，使各環節實現無縫連接。

　　中國工程院院士許居衍

　　所有IC和電子系統都將可重構

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

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

　　硅CMOS技術發展出現以下幾種情況：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。二是進展中出現了一個“悖論”，摒棄本系材料特征的優勢，發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。三是產業經濟循環有可能受阻。四是新興器件短期“無望”。

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

　　實現硅技術發展創新，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”的創新。

　　二是數以億計納米級硅CMOS集成所帶來的產品參數散差、漲落和高開發成本，將極大地推動制成品可編程、可重構的創新發展，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，因此發展空間很大，這將在第三次工業革命浪潮中得到空前發展。

　　清華大學微電子所所長魏少軍

　　軟硬兼施成為IC企業必修課

　　硬件復興的發展路線是應用驅動下的“軟硬兼施”，要求人們從互聯網視角重新看待硬件。

　　互聯網改變了人們的生活方式，互聯網企業也在強勢介入硬件：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象。

　　移動智能終端是硬件復興的核心。但是手機創新步伐緩慢，可穿戴設備開創了一個新的空間。未來幾年，可穿戴設備將成為新的增長點，引發個人數據庫革命。瑞士信貸預測，目前可穿戴設備市場規模達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為：面向移動互聯網、以智能手機為中心、各類傳感器、硬件+軟件+互聯網+服務、數據+音頻+圖像+視頻、個人應用+分享+社區、健康+運動、個人數據+個人云、個性化應用+平臺化硬件、商業模式創新、云計算+物聯網。

　　硬件復興的實質是移動互聯網和大數據支撐下的智能移動終端外延擴展和應用創新。其發展路線是應用驅動下的“軟硬兼施”。與以往硬件支撐互聯網的發展而催生出虛擬經濟不同，硬件復興將要求人們從互聯網視角重新看待硬件，從而改變硬件廠商的命運，影響和改變其他產業的商業模式。

　　從硬件復興來看集成電路，將有如下發展變化：一是集成電路的發展將從“單一的技術創新”驅動轉變為“技術創新+應用創新”。二是應用創新驅動軟件創新，軟件創新引領芯片創新將成為發展的主旋律。三是“軟硬兼施”成為集成電路企業的必修課。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“跨前一步”，將迎來更寬廣的發展空間。

　　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業走向

　　封測產業鏈聯盟推動產業鏈的合作，上下游企業從“買賣關系”轉變成為“戰略合作伙伴”。

　　在封測產業鏈中，以前企業之間是點對點，材料供應商與下游是“客戶關系”、“買賣關系”。材料企業經常遇到這樣的情況，國內客戶常會問起生產出的材料被國外哪些企業使用過，而國外客戶會問有沒有國內企業在用你的材料。

　　對于材料廠商而言，材料產品是功能性產品，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品很熟悉，不可能對所有的產品熟悉。

　　現在通過封測產業鏈聯盟推動產業鏈的合作，使上下游企業改變了以前的觀念和模式，也從“買賣關系”轉變成為“戰略合作伙伴”的關系。通過協同創新，以封裝龍頭企業為主，把上下游橫向、縱向都連起來。下游企業需要什么樣的材料、技術，會反饋給材料廠商，材料廠商根據需求進行研發、生產，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在做什么，還要關注整個產業在朝什么方向走。比如：材料廠商需要關注和研究物聯網、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。

　　當前產業鏈以“項目”為紐帶，上下游結合共同開發。比如開發一個晶體管，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。產業鏈上下游一起來開會，共同攻關。

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