我国发展高端芯片的机遇和挑战

日前，2017（第十五届）中国通信集成电路技术与应用研讨会暨第二届晋江国际集成电路产业发展高峰论坛在福建晋江召开。魏少军教授——中国半导体行业协会集成电路设计分会理事长，中国高端芯片联盟秘书长，在会议上主持了题为“机遇与挑战，中国高端芯片发展之路”的圆桌论坛。论坛上分析了中国高端芯片的发展情况、机遇与挑战，探讨了影响中国高端芯片发展有诸多原因。议题本身也说明我国集成电路整个产业已向前迈进了一大步。

魏少军教授指出，集成电路是信息产业基础核心。我国一直饱受“缺芯少魂”的困扰。过去四年，我国集成电路进口一直维持在2000亿美元以上，成为上至党和国家领导人下至黎民百姓经常问及的一个问题。而真正我们去看会发现，这2000亿美元进口额当中有相当一部分是处于像处理器、存储器、各类可编程器件等这样的高端芯片。为此工业和信息化部专门成立了高端芯片联盟。

本次论坛在晋江召开既有它的偶然性更有它的必然性。“晋江可以说是我国集成电路发展的后起之秀，起步较晚，但发展态势不错，特别是晋华存储器的开工建设掀起了一个小高潮。我们非常希望借用这个平台和业界同仁共同探讨中国集成电路发展之路，特别是高端芯片的发展之路。”魏教授谈到。

“高端芯片发展有相当的难度。比如说，如果今天打开我们的家电或低端电器，基本上都是我国自己的芯片了，这是我们值得自豪的地方。但是高端芯片或装备还是很少见到。不是说我们要全面替换，而是说我们需要在这方面更有建树。这里面所面临的挑战是非常多的。市场有需求，国家有战略，我们企业也有热情。应该说在高端芯片的突破上，我们具备了天时地利人和。我们在此呼吁我们更多的企业能够加入高端芯片的研发和产业化过程，为中国高端芯片的发展作出自己的贡献。”魏教授表示。

机遇与挑战，中国高端芯片发展之路

主持人：魏少军教授，中国半导体行业协会集成电路设计分会理事长，中国高端芯片联盟秘书长

嘉宾：

——刘明，中科院院士，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

——丁文武，中国高端芯片联盟理事长，国家集成电路产业投资基金股份有限公司总裁

——陈山枝，电信科学技术研究院副院长、无线移动通信国家重点实验室主任、大唐电信科技产业集团副总裁

——林荣坚，新思科技亚太区总裁

——刘新阳，中兴微电子公司副总经理

魏教授：我们知道中国高端芯片的发展处在起步阶段，但是这个起步却起了很长时间。请丁总先谈谈，怎么评价中国高端芯片的布局和发展方式？

丁总：我们在2016年7月31日正式成立了中国高端芯片联盟。这个联盟的宗旨是打造整个高端芯片产业链的生态体系。在这个高端芯片联盟里，我们把目前在高端芯片领域定位在五个方向：处理器（CPU）、存储器、FPGA、AD/DA、传感器/MEMS。中国高端芯片总体上是在往好的方向发展，但是我们和国外的差距仍是非常大。在处理器领域，像Intel、AMD等国际巨头占据垄断地位——Intel占据全球市场80%以上，AMD占10%左右。我国也在发展自主CPU，尽管我们在CPU方面通过国家重大专项和各种计划有了一定的进展，在嵌入式CPU方面已经有一定的建树，但在通用CPU方面差距还很大。

在存储器方面，我国需求量巨大，占整个集成电路进口额的1/4，特别是通用存储器基本上靠进口。而在特殊用途存储器像NAND存储器上，我们还没有一定的布局能力，所以差距也非常大。正因为我们有这样大的市场需求，所以中国才下决心把存储器作为战略性产业进行发展。目前在建的有武汉长江存储（3D NAND Flash）、福建晋华存储器以及合肥长鑫这几个生产线。

在FPGA方面，我们与国际巨头差距更是巨大。Xilinx、Altera在FPGA领域处于垄断地位。第三名和这前两名的差距很大，而中国和第三名比差距也很大。然而FPGA非常重要，我们也在大力攻克FPGA的相关技术，争取在我们各种应用中填补空白。

AD/DA差距也很大。而传感器/MEMS，国家在这方面的需求也非常高，市场非常巨大，但真正实现规模的在国内还没有完全显现。但是大家有这样的热情和积极性，相信在不久的将来，我们将在MEMS这部分有所建树。

总体来说，我国在高端芯片领域差距还很大，我们需要努力再努力。

魏教授：请来自通信企业的陈总和刘总谈谈，你们觉得中国高端芯片最可能突破的领域会是哪两个？

陈总：从移动通信的发展历程来看，中国有巨大的市场，系统厂家也在崛起。移动通信从TD-CDMA到TD-LTE到现在的5G，当年TD-CDMA和TD-LTE可能还有这样那样的问题，但是随着持续使用，它们在不断成熟，特别是TD-LTE，我们一路走过来，在全球已经占有50%的标准市场份额。有时候我们不能简单地去争取高端芯片，而是要考虑市场在哪。前面的系统厂家有进步，在它们的带动下，我们的高端芯片才能有真正突破。

“应用牵引，整机带动。”魏教授总结说。

刘总：在通信IC这部分，随着国内在移动宽带等方面的战略带动，以及运营商、整机设备商、IC垂直整合，通信技术上的积累和发展，我们也看到在通信这块，有很多高端芯片已经在大规模地实现合资企业，包括可编程基带芯片、光传输和光接入等。高端芯片的突破，像通用芯片是从1到n的创新阶段，因为通用芯片已经有了生态，芯片的软件和架构都已经是构建好的，我们是在这个基础上做创新。而在通信芯片方面则是从0到1的创新阶段，因为整个生态在改变。在这个0到1的阶段，我们有很多的基础技术和能力还欠缺，比如AD/DA的IP、处理器中可编程的IP等。我们在IP方面还很薄弱，这是我们需要重点去突破去解决的问题。

“目前整机已经有了好的环境，但是我们的基础技术还有局限，积累还不多，所以我们要解决0到1的问题。之前我们解决的是1到n的问题。”魏教授总结。

魏教授：林总又是怎么看待这个问题？

林总：市场驱动是中国发展集成电路的一个很大来源。市场切入我们有三个方向很有机会：

一，连接，比如5G；

二，智能，万物智能当中也包含AI的部分，可应用的场景包括汽车、医疗等，有很大需求；

三，安全，当我们把所有工作连贯在一起，比如5G，在1km范围内要把100万个器件连在一起，用这1km乘上中国的面积就是一个巨大的量，而这对安全的要求来讲会是个巨大推动。

我们现在在方向上是正确的，不管是存储还是处理器。但是这个市场相对比较自由，有时太过集中，差异化不够，资源又有限，这是个问题。另外在高端的基础研究上我们还不够好，这需要长期投入，但是我们的资本市场有点太热，这对于专业的技术人才来说，他们是否愿意在公司待太长时间。另外，国家是否能出台一些政策比如在赋税上来鼓励这些人才在公司待更长时间。最后，中国在这个行业的人才增长（人才训练）还是远远跟不上发展形势的需要。

魏教授：刘明老师在演讲时特别强调了一句话，就是不要迷信弯道超车以及要有国际视野。我本人对此表示非常赞同。但是这却成为我们很多人经常谈论的一句话。假如我们在高端芯片的发展上看不到抄近道的可能性的话，那么刘明老师您觉得，我们在下一步的发展当中应该怎样来做才能使我们的高端芯片取得实效？

刘明老师：从科研的角度来说，每个产业的发展都是一步一个脚印地走下来的，IC这个产业特别是这样。高端芯片像CPU和存储器（以及IP），都是一代一代发展起来的。我们有强大的市场，但是我们的企业是否有一定的宽容度给这些愿意做高端芯片的厂商一定的纠错的机会。如果发现有问题就不能用，那我们就没有这个机会。为什么大家现在都在用微软的软件？它的软件也有很多问题，但是通过全世界几代人不断地帮它找问题，它才变得越来越强大。因此我们国家有没有可能建这样一个生态链，如果不建这个生态链，我们将只会在谈论这个问题。

对于国际视野，IC产业现在是全球化的，这与我们过去完全不一样了。原来我们的国门是关闭的，IC是闭门造车。我们在六七十年代，单晶硅、晶体管以及炉子等等全都是自己做，没有任何进口。我们的109厂做的芯片也在我们的卫星上用到，我国第一台计算机109机也是该厂所做。那个时代系统厂商没有可选择的余地，只能用国产芯片。这给了国产芯片厂商很多的机会，可以去不断革新。但是现在不一样了，虽然国内有很多研发设备，但是很多人都在买国外设备，因为它们更加稳定，已经过这么多用户的使用。确实我们要有国际视野，但是我们也要有差异化的发展。现在大家对高端芯片的发展重视是很好，但是过度重视可能适得其反。我国在这方面的经验教训也挺多，从LED到太阳能，这些热门产业我们又走得怎么样？

魏教授：集成电路的发展不能够浮躁，抄近道的可能性不大，一定要脚踏实地地去做。涉及到集成电路以及高端芯片的发展有很多原因，比如市场、产品、技术、人才、资金、政策等等可以罗列出很多。那么这其中最重要的又是哪些呢？

陈总：从通信来看，这个问题又包括确定性的问题（比如工程实现）和不确定性的问题（这个问题更大）。从通信IC的角度来说，比如5G，从系统集成、产品创新到底层芯片创新，市场对技术的诉求非常清晰，即确定性的问题，这是一个因素，但不是最大的因素。不确定的问题则包括人才和资本（周期非常长，投资非常巨大），这两个问题是最核心的问题。

林总：首先是技术，怎么去平衡国内自己的技术研究和国外的技术演进，这是个策略问题。第二是人才，人才稀缺的挑战非常大。第三是市场切入，找对发展方向。

刘总：最重要的是市场和人才。随着移动通信和汽车工业等的换代，即5G通信和新能源汽车，这都是巨大的机会。而且来看BAT的汽车投资，它们的人才也都是国际化的，有一半都是老外，人才不需要局限。再就是AI，其中的处理器都是通用处理器，这也是个巨大的机会。而中国不缺资本，只要市场看清楚，资本就能跟上。另外，中国的政策也非常好。

丁总：包括三个方面。集成电路的发展需要政策支持，政府需要对集成电路研发加大投入和提供税收等相关支持。第二，中国人才还非常稀缺，在高中低三个层次都是如此。第三，资本。我们逐渐看到社会资本对IC产业的青睐，但是青睐程度不一样——对赚钱的项目很热衷，对于战略性或长期性的项目可能要仔细斟酌，这就可能需要国家支持，比如存储器（70亿到100亿美金的投资规模，需要大资本投入，且不是短期能够见效）。

刘明老师：第一是制造业的环境，第二是市场，第三是人才。IC制造业的发展很难，做芯片买不到设备和做系统买不到芯片一样，中国要想长远发展IC制造，制造业的整体水平的进步至关重要。IC的发展由市场驱动，从计算机到移动设备再到今天的物联网及后续的人工智能等都是极大的驱动力，也是振兴IC产业的机遇。

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