葉甜春：中國集成電路現狀及未來發展思考
點擊： 作者：葉甜春 來源：戰略前沿技術 發布時間:2018-09-16 09:58:08
來源：感謝國家02重大科技專項技術總師，中科院微電子所所長葉甜春在2018中國集成電路產業發展研討會暨第二十一屆中國集成電路制造年會的演講，半導體行業觀察現場整理
當下，集成電路已經成為我國的戰略性產業，國家對其發展高度重視。在政府和產學研界的共同努力下，已經并正在取得著一系列的成績，與此同時，與發達國家和地區相比，我們仍然存在著缺陷和不足，需要不懈地努力，去完善、解決。
面對著當今的發展環境和機遇，我們應該如何規劃、實施？從國家02重大科技專項技術總師，中科院微電子所所長葉甜春的講解和分析中，或許能找到答案。
集成電路產業發展已成成為國家重點戰略
1、集成電路已成為支撐中國發展的戰略物資
2、集成電路技術是國家實力競爭的戰略制高點
3、市場需求提供了歷史性的產業發展機遇與空間
“十一五”：突破產品核心技術；開發關鍵產品；構建創新體系；培育產業基礎。
“十二五”：掌握核心技術；開發優勢產品；形成創新特色；提高產業實力。
“十三五”：開發創新技術；確立優勢地位；進入世界前列；實現同步發展。
國家科技重大專項和產業投資基金引領我國集成電路產業發展到了一個新的高度。
國家科技重大專項實施進展：
1、中國集成電路形成了技術體系，建立了產業鏈，產業生態和競爭力得到了完善和提升。
2、高端芯片設計能力大幅提高。
3、制造工藝取得長足進步，65、40、28納米工藝量產，14納米技術研發突破，特色工藝競爭力提高。
4、集成電路封裝從中低端進入高端，競爭力大幅提升。
5、關鍵裝備和材料實現從無到有，整體水平達到28納米，部分產品進入14-7納米，被國內外生產線采用。
6、培養了一批富有創新活力，具備一定國際競爭力的骨干企業。
自主知識產權大幅提升，處處受制于人局面得到改變。
1、集成電路制造、封測、材料、設備等產業專利申請數量快速增長，專項支持比例占企業新增專利量的50%；
2、專項實施期間企業累計申請發明專利43292項，其中依托專項申請發明專利25138項。
制造工藝發展自主權提高：從“引進消化吸收再創新”轉為“自主研發加國際合作”。
3D NAND技術研發取得重大進展和創新。
以自主知識產權為基礎開展研發，提出新構架 XTacking。這是一個里程碑：中國企業首次在集成電路領域提出重要的新構架和技術路徑。
1、國內大容量高密度NAND型存儲器零的突破。
2、實現NOR到NAND、2D到3D、SLC到TLC三方面的技術跨越。
中國封測產業技術進步，技術覆蓋率達到90%。
中國封測產業變化，封測銷售產品中先進封裝技術占比由2008年不足5%到2017年超過。
封測發展的機遇
一、上下游產業相互滲透與融合
（一）芯片代工廠向封裝延伸，如TSMC的INFO技術；
（二）封裝業借助芯片制造工藝，如Middle-end工藝（晶圓級封裝、3D TSV等）；
（三）基板制造業向封裝滲透，如嵌入式基板。
二、應用/終端驅動
（一）產品多元化：從智能手機到物聯網、5G通訊、人工智能、無人駕駛、虛擬現實等；
（二）針對性的封裝技術開發。
未來發展的思考
原創性的封裝技術來源于IDM，芯片設計公司以及不具有封測能力的終端廠商必然尋求與高水平的封裝代工廠的戰略合作——虛擬IDM模式。
封裝代工廠需要緊跟先進的制造工藝和設計公司的新產品。
通過對所使用材料、設備的大規模量產實現成本的優化，完成封裝技術和工藝的創新。
滿足終端廠商和設計公司的根本需求，實現從第二供應商到第一供應商的轉變。
行業創新合作平臺開始發揮作用。
華進研發中心：通過多家國內外知名企業及供應商資質審核并建立長期合作關系，包括Intel、微軟、ADM、Synaptic、LittleFuse、TDK-EPCOS、華為、美新、德毫光電等，已啟動ISO17025資質認證；
與航天科技、中電科技、中國科學院等集團下屬研究院（所）保持穩定的合作關系，支持多項國家重大工程；
新技術產品包括射頻通訊系統集成、MEMS加速度計封裝、指紋傳感器封裝、TSV-CIS封裝、77G汽車雷達封裝、硅基MEMS濾波器、高速傳輸光引擎、無中微子雙貝塔衰變探測器等。
裝備和材料是產業的基石，是推動集成電路技術創新的引擎。
一代技術依賴于一代工藝，一代工藝依賴一代設備和材料來實現
國際上集成電路裝備壟斷趨勢加劇。
任務部署——裝備整機
國內集成電路裝備已進行了系統部署，主要種類已涵蓋。
高端關鍵裝備和材料從無到有，形成一定支撐能力
20種芯片制造關鍵裝備、17種先進封裝設備和103種關鍵材料產品通過大生產線驗證進入海內外銷售；
芯片制造關鍵裝備品種覆蓋率達到31.1%，新建生產線國產化率達到13%；先進封裝關鍵裝備品種覆蓋率和國產化率均達到80%；
裝備及材料主要進展情況
產品細分系列不斷豐富，工藝覆蓋率持續提升。
1、邏輯產品國產裝備工藝覆蓋率持續提升；
2、PVD、介質刻蝕機、LPCVD等6種裝備進入14nm線驗證，進展順利，介質刻蝕等部分產品通過7nm驗證；
3、存儲器產品，國產裝備工藝覆蓋率約15-25%。
核心零部件在泛半導體大批量使用，在IC裝備的應用逐步提高。
反應腔室及金屬零部件等大批量供應國內外市場；
2018年預計實現1億美元銷售；
干泵批量進入裝備及國內主要FAB線，成為主要供應商之一；
流量計、機械手、陶瓷部件等在泛半導體產業大批量使用，逐步提升IC領域的市場比例；
分子泵、靜電卡盤、射頻電源、壓力計等零部件驗證中。
IC裝備銷售額連續增長，企業規模和競爭能力逐步提升。
國產裝備和材料對泛半導體產業起到了顯著的輻射帶動作用。
光伏、LED等產業關鍵設備大批量國產化，推動了產業整體競爭力的大幅提升，在這些產業規模躍居世界第一的過程中發揮了顯著作用。
LED：LED生產線國內具備整線配套能力。刻蝕機、PVD等裝備市占率達到80%左右，中微MOCVD實現大批量供貨，成為國內市場主流，打破該設備長期依賴進口的局面。
光伏：國產裝備成為國際市場主流，具備整線配套能力。
先進封裝：國產裝備采購比例達到79%，節約設備采購資金30%以上。
微顯示：具備成套供貨能力，國產設備有望支撐微顯示器件行業，形成國際競爭力的中國系統解決方案。
晶圓制造材料領域專項布局
2008年之前，8-12英寸晶圓制造材料幾乎100%依賴進口，目前關鍵材料品種覆蓋率達到25%，國產化率達到20%。
在專項實施及帶動下，攻克了一批制約材料產業發展的成套技術，開發了一批高端集成電路制造用關鍵產品，填補了國內空白，一些材料成為國內制造企業的基線產品，部分企業步入快速發展通道，初步形成了我國集成電路制造用材料供應鏈雛形。
專項實施對材料產業帶動成效。
“中興事件”只是最新的一個案例。
2015年4月，美國商務決定對中國四家國家超級計算機中心禁售至強PHI計算卡；
2016年1月，美國外商投資委員會（CFIUS）否決了中國投資者收購飛利浦旗下子公司的照明業務；
2016年2月，紫光股份因CFIUS審查而放棄收購西部數據；
2016年3月，美國商務部宣布對中興通信實施制裁；
2016年10月，德國政府撤回對中資企業收購Aixtron的批準；
2016年11月，美國商務部長珮尼 · 普利茲克警告，中國政府主導在半導體領域大規模投資扭曲全球集成電路市場，破壞行業創新生態系統；
2017年1月，美國總統科學技術咨詢委員會向美國新政府提交的最新報告建議對中國集成電路產業進行限制；
2018年4月，美國政府宣布啟動對中興通訊制裁，斷絕其美國供應鏈。
從自身發展到全球格局，中國IC產業都需要再定位。
1、“從無到有”進行產業鏈布局后，中國需要“升級版的發展戰略”，不能再一味追求建廠擴產了；
2、下階段戰略是“以產品為中心，以行業解決方案為突破口”。系統應用、設計、制造和裝備材料必須更有力的措施，實現融合發展；
3、從“追趕戰略”轉向“創新戰略”，在全球產業創新鏈中形成自己的特色。以中國市場引領全球市場，重塑全球產業鏈。
立足中國市場實現世界水平創新，在若干核心技術領域形成具有特色的創新技術和創新產品。
通過產業鏈協同，技術創新與商業模式創新并行。
集成電路產業生態樹。
亟待解決的幾個問題
1、產業模式單一，需要在無晶圓設計和芯片代工制造基礎上，根據產品特點發展多元的模式，尤其是IDM。
2、裝備和材料仍然是短板；28nm以上的產品工藝和特色工藝種類覆蓋仍然不夠；尖端工藝的追趕難度變大。
3、協同發展的產業生態需要近快形成，“系統—芯片—工藝—裝備—材料”緊密協同對整個產業發展至關重要。
4、產業布局的無序競爭、碎片化與同質化傾向，與國際整合趨勢背道而馳。
5、隨著技術差距的縮短，“短兵相接”的企業研發壓力和投入成倍增長，倍感吃力。長遠看，基礎研究和前瞻技術布局不足，創新跨越缺乏支撐。
6、產業政策仍有缺失；已有政策落實也未到位；對競爭對手的非正當競爭缺乏制止手段。
責任編輯：向太陽
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