4月18日，第25屆中國集成電路制造年會暨供應鏈創(chuàng)新發(fā)展大會在廣州舉行。中國半導體行協(xié)會設計分會理事長，中國集成電路創(chuàng)新聯(lián)盟常務副理事長，國家科技重大專項01專項技術總師魏少軍發(fā)表了以《強化設計工藝協(xié)同，提升供應鏈安全》為主題的演講，介紹了半導體的全球供應鏈誕生、產(chǎn)業(yè)模式變遷、供應鏈碎片化趨勢，并給出了中國如何構建強壯的半導體供應鏈的一些思考。

半導體全球供應鏈的誕生

魏少軍教授首先從移動通信標準的演進和統(tǒng)一作為切入點，介紹了半導體全球供應鏈的誕生。

早在上世紀90年代，國內就引進了國際上的模擬通訊，后來從模擬轉向數(shù)字，出現(xiàn)了GSM、CDMA。到世紀之交時，轉入了第三代通信技術。之后通信領域的標準三足鼎立，中國成為了一個重要的玩家（擁有了自己的TD-SCDMA標準）。但是，移動通信領域中不是標準越多越好，而是標準統(tǒng)一最好，否則不可能實現(xiàn)全球的漫游，因此3G是一個非常短的過渡過程，行業(yè)很快就實現(xiàn)了統(tǒng)一。到第五代移動通信技術，真正實現(xiàn)上第一次全球通信的統(tǒng)一，這一趨勢也將延續(xù)到第六代。

魏少軍教授說到：“有一點我們可以確認，如果移動通訊的標準出現(xiàn)碎片化，那就不可能有全球通的移動通信，所以想讓大家從一個全球漫游、全國移動的通訊倒退回去，這是逆歷史潮流而動?！?nbsp;

隨著移動通信技術標準的演進統(tǒng)一，促進了產(chǎn)品技術趨向統(tǒng)一。特別在2000年之后，以互聯(lián)網(wǎng)技術和移動通信技術相結合的移動互聯(lián)網(wǎng)技術為代表的信息技術產(chǎn)業(yè)崛起，推動著全球經(jīng)濟的高速發(fā)展。

標準統(tǒng)一、產(chǎn)品技術統(tǒng)一促進了全球供應鏈和產(chǎn)業(yè)的全球化，而供應鏈的全球化和產(chǎn)業(yè)的全球化也帶來了全球經(jīng)濟的繁榮。由此也可以看出“標準的統(tǒng)一實際上是一種規(guī)律”。

對于以移動通信技術為代表的電子信息技術產(chǎn)業(yè)來說，離不開集成電路。首先，摩爾定律作為規(guī)律，幾十年來一直是行業(yè)的指引，而過去四十年有很多產(chǎn)品實體消失了，但“芯片+軟件”實現(xiàn)了眾多應用。魏少軍表示：“半導體芯片能夠參與競爭的任何其他技術最終都不可避免將成為失敗者”。

比如，在移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程中，出現(xiàn)了像Arm處理器+安卓系統(tǒng)或者Arm處理器+iOS系統(tǒng)之類的產(chǎn)品技術的統(tǒng)一；此外，個人電腦方面，由于英特爾的CPU占有主導地位，加上微軟的Windows操作系統(tǒng)，也同樣形成了統(tǒng)一。

從整個半導體產(chǎn)業(yè)來看，目前美國、歐洲、日本、韓國、中國大陸和中國臺灣是全球半導體產(chǎn)業(yè)的聚集地，占據(jù)了全球95%的產(chǎn)能、近乎100%的產(chǎn)品和98%的市場。同時，美國、歐洲、日本和韓國也是半導體制造設備和材料的主要生產(chǎn)地，也是全球半導體供應鏈上的關鍵角色。半導體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了徹底的全球化，這不僅體現(xiàn)在生產(chǎn)上，更體現(xiàn)在貿易上。

比如在美國設計的一顆芯片可以在中國臺灣加工，然后到馬來西亞去封裝，韓國、日本、歐洲的一些元器件送到中國，然后中國大陸組裝成iPhone送到全世界。

也就是說，產(chǎn)業(yè)和供應鏈的全球化是依托于移動通信的發(fā)展而產(chǎn)生的。所以如果破壞了已經(jīng)形成的全球產(chǎn)業(yè)鏈和供應鏈的全球化，受到最大影響的將是通信行業(yè)。當然，并不是為了建立全球供應鏈而建立供應鏈，最重要的還是要帶來市場的繁榮，帶來人民生活水平的提升。供應鏈和產(chǎn)業(yè)鏈的全球化也確實促進了全球市場的繁榮。

魏少軍教授表示，影響全球供應鏈的因素包括成本、交期、能力、技術、標準、市場、經(jīng)濟、文化、社會、政治等，但這些都是外因。全球供應鏈形成的最重要原因的是，它能夠實現(xiàn)利潤的最大化。如果不能實現(xiàn)利潤的最大化，任何一個好的模式都不會被人接受。追求利潤最大化是企業(yè)的天性，在追求利潤的大前提下，全球供應鏈可以實現(xiàn)利潤的最大化，這并且不只是一個環(huán)節(jié)，而是全球供應鏈各個環(huán)節(jié)的利潤最大化，這就是供應鏈的全球化具有強大生命力的根本原因。

魏少軍認為，在產(chǎn)業(yè)鏈全球化過程中，政府的支持和市場的驅動是非常重要的兩個因素，但是根本上還是產(chǎn)業(yè)的一種自發(fā)行為，需要漫長和艱難的過程。

半導體分工是產(chǎn)業(yè)進步

從半導體產(chǎn)業(yè)本身來看，過去三十多年來，半導體產(chǎn)業(yè)模式也在不斷演進。從最開始的IDM模式，逐步演進到Fabless＋Foundry的模式，再到Fabless＋Foundry Service模式。現(xiàn)在，設計工具、制造、封裝、測試都獨立出現(xiàn)，可以看到IP和設計服務也成為整個產(chǎn)業(yè)鏈當中的一部分，這個發(fā)展過程也是符合客觀規(guī)律。

亞當斯密在《國富論》的開篇就指出，勞動生產(chǎn)力上最大的進步就是產(chǎn)生了分工，假如沒有分工，那么生產(chǎn)力就會停滯不前。所以分工代表了一種產(chǎn)業(yè)的進步，盡管今天IDM仍然是主流，但是分工而言，它是非常重要的一種產(chǎn)業(yè)進步的手段。

半導體產(chǎn)業(yè)模式不斷細分的一個非常重要原因，是有一個好的產(chǎn)業(yè)全球化的環(huán)境。從芯片設計產(chǎn)業(yè)來看，這種分工細化帶來的重大影響就是，設計和制造之間的關系被大大弱化。這使得芯片設計工程師在工作當中可以集中精力于設計，芯片制造工程師可以集中精力于制造，雙方都不用關心對方負責的工作。這是由于產(chǎn)業(yè)鏈上下游之間是可以無縫銜接的，可以直接利用上下游的資源。

如果全球半導體供應鏈被割裂，那么這個循環(huán)是不成立的。魏少軍表示：“非常不幸，我們現(xiàn)在碰到的就是這個問題，我們看到的半導體全球供應鏈正在經(jīng)歷一個大變局。”

中國需要構建強壯的半導體供應鏈

自2019年中美貿易戰(zhàn)爆發(fā)以來，美國持續(xù)將半導體技術作為打壓中國科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要“武器”，不斷加碼對于中國半導體產(chǎn)業(yè)的制裁，并不斷拉攏荷蘭、日本、韓國等半導體強國，試圖將中國排除出原有全球半導體供應鏈體系，進而打造出一個全新的以美國為主導的半導體供應鏈體系。

在此次的會議上，魏少軍教授也表示：目前違背客觀規(guī)律的事情正在發(fā)生，現(xiàn)在半導體全球產(chǎn)業(yè)鏈正在遭到破壞。某些國家對中國企業(yè)的打壓，部分是由于他們去工業(yè)化造成的內部空心化狀態(tài)現(xiàn)在要調整。這部分國家想把中國排除在全球半導體供應鏈之外，無論是四方聯(lián)盟還是三國達成的某些協(xié)議，都是是違背全球供應鏈發(fā)展規(guī)律的。

這個做法實際上已經(jīng)造成了很大的影響，即便是美國的盟國中也有一些國家擔心自己被孤立化、被邊緣化。這意味著好不容易建立起的全球供應鏈，很可能面臨著走向碎片化的現(xiàn)象。

面對半導體全球供應鏈走向碎片化的這種情況，魏少軍教授表示，中國需要在努力維護現(xiàn)行半導體全球供應鏈完整性的同時，構建一個強壯的半導體本地供應鏈，這已經(jīng)是刻不容緩了。除了裝備、材料的本地化外，強化設計與工藝的協(xié)同是提升供應鏈安全的重要任務。”

一方面，要堅信中國已經(jīng)走在了自立自強的正確道路上。中國作為世界工廠、全球最大市場之一的地位短期不會改變（據(jù)預測，到2025年中國大陸半導體芯片市場規(guī)模將達到2230億美元）。而且，中國作為全球最大的市場之一，也幫助中國成為了世界工廠。

另一方面，也要意識到中國在高性能芯片制造方面面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。國內最先進制造工藝為14nm，距離國際最先進制造工藝3nm之間差距約10倍。目前的半導體制造工藝的發(fā)展已經(jīng)是非常成熟，摩爾定律的推進也越來越困難，實現(xiàn)更先進的工藝也越來越困難。因此，一個重要的課題是，國內需要尋找一種不依賴于最先進工藝的，而且能開發(fā)出更好的高性能芯片的設計方法。

魏少軍教授指出：“（這個問題）我們設計領域反復強調，但是沒有引起大家的重視。誰能用不那么先進的工藝做出先進的集成電路，那是高手；都用最先進的集成電路工藝來做一個先進的芯片，那不是高手?！?/p>

現(xiàn)在，芯片設計工程師要補工藝的課，需要強化設計工藝協(xié)同。過去二十年，中國集成電路設計業(yè)雖然已經(jīng)取得了巨大的進步，已經(jīng)成長為全球集成電路產(chǎn)業(yè)的重要力量，但還存在一些明顯的短板，包括：產(chǎn)品定義能力不強；創(chuàng)新不足，尚未擺脫跟隨和模仿；產(chǎn)品進步主要是依靠工藝技術進步和EDA工具進步；主要采用FOT流程，而不是COT流程，設計公司廣泛依賴代工廠提供的PDK，沒有能力開發(fā)自己的PDK等問題。雖然這些短板在全球化的大背景下，并不構成太大的挑戰(zhàn)。但在半導體全球供應鏈被破壞，出現(xiàn)碎片化的時候，它們會就成為致命的挑戰(zhàn)。

魏少軍教授表示，國內半導體產(chǎn)業(yè)需要打造“以產(chǎn)品為中心”的芯片制造新業(yè)態(tài)。

過去以“生產(chǎn)為中心”的理念，是充分利用自身的能力服務好客戶，在自身條件允許的前提下，盡最大努力滿足客戶的要求。過去芯片制造廠與設計公司之間的關系是單純的商業(yè)委托，通常收獲的也是采用FOT方式設計產(chǎn)品的客戶。

而以“產(chǎn)品為中心”的理念，則是將芯片制造廠的能力和客戶的能力有機結合到一起，通過雙方的努力圍繞客戶產(chǎn)品發(fā)力，從而讓客戶滿意。芯片制造廠與設計企業(yè)之間的關系將是“相互合作模式”，通常將收獲的是采用COT方式設計產(chǎn)品的客戶。目前，國內大多是以“生產(chǎn)為中心”的模式，要轉換向以“產(chǎn)品為中心”的模式。

魏少軍教授表示，“信息技術的發(fā)展，驅動了全球GDP增長，集成電路則是賦能信息技術。信息技術的發(fā)展，催生了半導體全球產(chǎn)業(yè)鏈。半導體產(chǎn)業(yè)鏈的全球化也推動了半導體產(chǎn)業(yè)模式的變遷，一方面強化了各個環(huán)節(jié)的分工合作，但另外一方面也使得設計和工藝之間的聯(lián)系逐漸弱化。”

中國需要“守正出奇”

除了構建強壯的半導體供應鏈之外，魏少軍教授認為，中國集成電路的發(fā)展還需守正出奇。“守正才能出奇，人間正道是滄桑，要遵循產(chǎn)業(yè)的規(guī)律，出奇就要出奇兵，要有創(chuàng)新。 ”

魏少軍教授進一步指出，還有一個奇招，就是軟件定義芯片；然后是異質整合的芯片堆疊集成技術，把邏輯電路的晶圓和存儲器的晶圓面對面鍵合在一起，通過三維的混合鍵合形成一體。在追求超級計算的過程中，人類已經(jīng)突破了10的18次方的計算，下一個目標就10的21次方的計算。計算需要更好的芯片，國內現(xiàn)在最先進的制造工藝可能也就是14nm，14nm和先進的3nm之間的可能距離還很大。中國又受到制約的背景下，把軟件定義芯片的技術和進程計算的這兩個技術結合起來也許會有新的奇效，實現(xiàn)所謂叫軟件定義的進程計算芯片技術，也許會有令人非常驚喜的結果。

魏少軍表示，從技術、生產(chǎn)力、產(chǎn)業(yè)鏈到產(chǎn)業(yè)模式，中國一直在做產(chǎn)業(yè)的升級。技術從低到高、從勞動密集型轉向智力密集型轉變，生產(chǎn)力和產(chǎn)業(yè)鏈都往高端走，而西方國家在做產(chǎn)業(yè)重建，與中國完全相反。

作為對比，魏少軍指出，歐美目前產(chǎn)品都是空心化的狀態(tài)，而印度有潛力但發(fā)展還沒有達到實現(xiàn)目標的水平。因此在短期內，也許十年、二十年、五十年，世界還是要看中國怎怎么發(fā)展。魏少軍分析了中國現(xiàn)在的產(chǎn)業(yè)，從沿海地區(qū)向中部地區(qū)、西部地區(qū)逐漸遷移，留下了廣大的戰(zhàn)略空間。所以違背世界發(fā)展的規(guī)律、經(jīng)濟發(fā)展規(guī)律，不斷地來打壓中國，是不合適的。他最后表示，對中國來講，受到打壓也是客觀現(xiàn)象，所以中國半導體需要做的，就是守正，然后出奇。