■ 文 /張 衛(wèi)

全球集成電路產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入重大調(diào)整變革期，我國(guó)應(yīng)集中優(yōu)勢(shì)資源，形成協(xié)同創(chuàng)新來(lái)推動(dòng)集成電路的發(fā)展。

眾所周知，芯片無(wú)處不在，沒(méi)有芯片就沒(méi)有現(xiàn)代化的信息社會(huì)。從市場(chǎng)來(lái)看，2017年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)達(dá)4 087億美元，同比增長(zhǎng)20.6%，首破4 000億美元大關(guān)。按照賽迪（CCID）的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，2018年將突破4 500億美元。隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域的應(yīng)用迅速拓展，芯片將更加深入到我們的現(xiàn)實(shí)生活中。

海外集成電路創(chuàng)新模式

從1958年美國(guó)德州儀器公司的杰克·基爾比（Jack Kilby）研制出世界上第一塊集成電路至今，集成電路已經(jīng)走過(guò)了60年的歷程。在這60年的發(fā)展歷程中，集成電路技術(shù)的創(chuàng)新步伐從未停歇過(guò)。隨著技術(shù)迅速地發(fā)展，創(chuàng)新研究的花費(fèi)也越來(lái)越大，導(dǎo)致一些企業(yè)很難單獨(dú)承擔(dān)新技術(shù)的研發(fā)。2016年，美國(guó)德州儀器公司宣布不再單獨(dú)開發(fā)45納米以下更先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)工藝，而是與代工企業(yè)共同開發(fā)。2018年8月，格羅方德和聯(lián)華電子公司相繼宣布放棄7納米工藝等更先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的研發(fā)。那么，怎樣能夠集中優(yōu)勢(shì)資源，形成協(xié)同創(chuàng)新來(lái)推動(dòng)集成電路技術(shù)的發(fā)展？我們不妨回顧一下海外集成電路創(chuàng)新發(fā)展的一些模式。

其實(shí)，早在1987年美國(guó)就開始探索集中資源做集成電路聯(lián)合攻關(guān)的模式。那一年美國(guó)政府成立了一個(gè)企業(yè)化運(yùn)作的機(jī)構(gòu)，稱為“美國(guó)半導(dǎo)體制造技術(shù)研究聯(lián)合體（SEMATECH）”。之所以成立這個(gè)機(jī)構(gòu)，是因?yàn)閺?0世紀(jì)70年代后期開始，日本公司在半導(dǎo)體市場(chǎng)所占份額不斷增加，開始逐漸威脅到美國(guó)在全球的地位。1980年，美國(guó)公司在全球半導(dǎo)體市場(chǎng)所占份額為61%，日本公司僅占26%。在排名前十位的公司中，美國(guó)占了5家，而日本一家也沒(méi)有。到了1986年，日本公司所占份額上升到44%，美國(guó)公司份額下降到40%，日本首次超過(guò)美國(guó)。在排名前十位的公司中，日本占了6家，而美國(guó)僅有3家。從技術(shù)角度看，當(dāng)時(shí)日本在動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（DRAM）、靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SRAM）、雙極電路、通用邏輯電路等技術(shù)上都開始領(lǐng)先美國(guó)。

在這樣的大背景下，美國(guó)政府意識(shí)到，如果不探索新的發(fā)展模式集中攻關(guān)集成電路的大規(guī)模制造技術(shù)，將意味著更多技術(shù)優(yōu)勢(shì)的喪失。為了提高美國(guó)在大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路制造技術(shù)上的競(jìng)爭(zhēng)力，奪回美國(guó)在半導(dǎo)體領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，美國(guó)政府決定由美國(guó)國(guó)防科學(xué)委員會(huì)和美國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì)（SIA）共同牽頭成立SEMATECH。該機(jī)構(gòu)總部設(shè)在得克薩斯州的奧斯汀，運(yùn)行經(jīng)費(fèi)一半由聯(lián)邦政府提供，另一半由SEMATECH的成員公司提供，研究成果由各成員公司和美國(guó)政府共享。SEMATECH最早成立時(shí)的成員有11家美國(guó)半導(dǎo)體公司，后來(lái)發(fā)展為13家成員，目的是通過(guò)集中研發(fā)，減少重復(fù)的研究和投資，降低設(shè)備開發(fā)的成本，達(dá)到成果共享的目標(biāo)。它改變了過(guò)去美國(guó)半導(dǎo)體公司在技術(shù)研發(fā)上“各自為政”的傾向，有利于加速美國(guó)半導(dǎo)體裝備的研發(fā)速度和半導(dǎo)體制造公司采用新型設(shè)備的進(jìn)程。從1987年啟動(dòng)到1995年，SEMATECH幫助美國(guó)企業(yè)重新奪回了“世界第一”的地位。1995年美國(guó)已經(jīng)可以制造0.35微米線寬的芯片，在制造技術(shù)上超越了日本。

歐洲也有一個(gè)類似的集成電路聯(lián)合攻關(guān)的研發(fā)，稱為“歐洲微電子中心（IMEC）”。它的全稱是Inter-University Microelectronics Centre，直譯為“大學(xué)校際微電子中心”。它是比利時(shí)弗蘭芒地方政府響應(yīng)魯汶大學(xué)范奧弗斯特拉滕（Van Overstraeten）教授關(guān)于推動(dòng)歐洲跨院校微電子研究合作的倡議，于1984年在魯汶大學(xué)微電子系的基礎(chǔ)上成立的一個(gè)非營(yíng)利性組織。30多年來(lái)，IMEC秉承“研究開發(fā)超前產(chǎn)業(yè)需求5～10年的微電子和信息通信技術(shù)”的使命，逐漸發(fā)展成為一個(gè)世界領(lǐng)先的國(guó)際化微電子研究機(jī)構(gòu)，為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)、成果轉(zhuǎn)化、人才培養(yǎng)做出了重要貢獻(xiàn)。1991年，IMEC提出了產(chǎn)業(yè)聯(lián)合項(xiàng)目計(jì)劃，這是一個(gè)與產(chǎn)業(yè)界開展聯(lián)合研究的合作模式，在共享研發(fā)費(fèi)用、科研人員、知識(shí)產(chǎn)權(quán)以及共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上，聯(lián)合幾家或幾十家全球有實(shí)力的企業(yè)，攻克某項(xiàng)技術(shù)在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用之前的技術(shù)瓶頸。IMEC的合作伙伴分為核心成員和項(xiàng)目成員兩類，前者參與整個(gè)項(xiàng)目研究，后者只參與部分子課題。由于參與程度不同，享受權(quán)益也不同。核心成員主要是英特爾、高通、三星、意法半導(dǎo)體、阿斯麥、臺(tái)積電等公司。這些大企業(yè)向IMEC支付的項(xiàng)目費(fèi)用比較高，在項(xiàng)目決策上具有相當(dāng)?shù)脑捳Z(yǔ)權(quán)。由于項(xiàng)目參與方可能存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，IMEC與各公司簽署協(xié)議時(shí)，充分考慮了未來(lái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的歸屬問(wèn)題，避免了知識(shí)產(chǎn)權(quán)的糾紛。當(dāng)然，在IMEC成長(zhǎng)的30多年里，政府一直占據(jù)主導(dǎo)地位，也有非常大的投入。1984年，IMEC啟動(dòng)時(shí)，政府投入了相當(dāng)于6 400萬(wàn)歐元的資金。此后，政府每年向IMEC撥款，即使在歐債危機(jī)期間也未中斷。2012年，政府投入1億歐元，并在隨后5年總計(jì)投資10億歐元。

國(guó)家集成電路創(chuàng)新中心

近年來(lái)，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展迅速，特別是2008年以來(lái)在國(guó)家科技重大專項(xiàng)等支持下，產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大。根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，2017年我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到5 411.3億元，比上年增長(zhǎng)24.8%。其中，設(shè)計(jì)業(yè)銷售額為2 073.5億元，同比增長(zhǎng)26.1%；芯片制造業(yè)銷售額為1 448.1億元，同比增長(zhǎng)28.5%；封裝測(cè)試業(yè)銷售額為1 889.7億元，同比增長(zhǎng)20.8%。然而，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)缺少核心技術(shù)的局面沒(méi)有根本改變。

2018年7月3日，由復(fù)旦大學(xué)、中芯國(guó)際和華虹集團(tuán)3家單位共同發(fā)起組建的“國(guó)家集成電路創(chuàng)新中心”正式在上海揭牌成立，并落戶張江。該中心將逐步吸收更多龍頭企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)，構(gòu)建開放平臺(tái)，匯聚高端人才，開展源頭創(chuàng)新，打造國(guó)家級(jí)集成電路共性技術(shù)研發(fā)平臺(tái)。該中心在借鑒海外集成電路創(chuàng)新模式的同時(shí)，也在積極探索符合我國(guó)國(guó)情的集成電路創(chuàng)新之路。其目標(biāo)是建設(shè)具有獨(dú)立性、開放性、實(shí)體性的集成電路制造共性技術(shù)的研發(fā)平臺(tái)。具體來(lái)說(shuō)，主要是開展集成電路共性技術(shù)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)器件結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和工藝創(chuàng)新，研發(fā)功能器件，為智能制造應(yīng)用創(chuàng)新提供支撐，為產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)、大生產(chǎn)線建設(shè)提供技術(shù)支撐和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。

長(zhǎng)三角地區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展，有利于形成新的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)和新的市場(chǎng)發(fā)展空間，也是我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)自主可控、做大做強(qiáng)的必由之路。

國(guó)家集成電路創(chuàng)新中心的建設(shè)內(nèi)容，首先是創(chuàng)新能力建設(shè)，包括共性技術(shù)研發(fā)能力、行業(yè)服務(wù)與成果轉(zhuǎn)化能力、國(guó)際合作能力和人才培養(yǎng)能力。其次是共性技術(shù)研發(fā)，面向未來(lái)先進(jìn)工藝，集中力量研發(fā)集成電路共性技術(shù)，聚焦新器件、新工藝、新材料方面的研發(fā)，以及先進(jìn)仿真和模擬技術(shù)、先進(jìn)集成工藝等共性技術(shù)。

國(guó)家集成電路創(chuàng)新中心還將提升成果轉(zhuǎn)化和服務(wù)行業(yè)的能力，探索成果高效轉(zhuǎn)化的模式，服務(wù)于整個(gè)行業(yè)，成為集成電路產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈的核心樞紐。在國(guó)際合作能力建設(shè)方面，該中心計(jì)劃開展與國(guó)際著名高校和研發(fā)機(jī)構(gòu)的協(xié)同創(chuàng)新活動(dòng)，建立廣泛的先進(jìn)集成電路共性技術(shù)國(guó)際聯(lián)合研發(fā)的合作機(jī)制。

在人力培養(yǎng)方面，國(guó)家集成電路創(chuàng)新中心建立了企業(yè)與高校聯(lián)合培養(yǎng)高端人才的機(jī)制，打通互聯(lián)互通的人才交流途徑。集成電路行業(yè)非常缺乏人才，而高校培養(yǎng)的人才又往往不能適應(yīng)現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，所以我們要探索一條產(chǎn)學(xué)研融合培養(yǎng)人才的模式，打通企業(yè)與高校之間的交流途徑，如科教融合、校企協(xié)同、國(guó)際合作，使培養(yǎng)出來(lái)的人才能夠真正為企業(yè)所用。

長(zhǎng)三角一體化國(guó)家戰(zhàn)略下集成電路的協(xié)同發(fā)展

目前，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展已形成以長(zhǎng)三角地區(qū)為龍頭、珠三角和環(huán)渤海地區(qū)為兩翼、中西部地區(qū)為尾翼的空間格局。其中，長(zhǎng)三角地區(qū)在我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)中占據(jù)決定性地位，集成電路產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)最扎實(shí)，技術(shù)最先進(jìn)。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，作為國(guó)內(nèi)集成電路制造、封裝、測(cè)試企業(yè)最為集中的長(zhǎng)三角地區(qū)，集成電路產(chǎn)業(yè)總銷售收入占全國(guó)總份額接近一半。長(zhǎng)三角地區(qū)率先于全國(guó)，形成了集成電路產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力較強(qiáng)的基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì)。

長(zhǎng)三角地區(qū)共有4個(gè)城市進(jìn)入全國(guó)集成電路設(shè)計(jì)業(yè)十大主干城市的行列。長(zhǎng)三角地區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展，有利于形成新的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)和新的市場(chǎng)發(fā)展空間，也是我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)自主可控、做大做強(qiáng)的必由之路。

集成電路的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展了60年，只有不斷突破既有的技術(shù)瓶頸，才能躍升到一個(gè)新的高度。但是，集成電路的創(chuàng)新需要政府的有序引導(dǎo)，聚集全產(chǎn)業(yè)鏈的力量，構(gòu)建開放式、產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)的研發(fā)平臺(tái)，才能培育出符合產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)規(guī)律的可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新能力。建立長(zhǎng)三角集成電路發(fā)展協(xié)調(diào)機(jī)制，形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的產(chǎn)業(yè)布局，推進(jìn)長(zhǎng)三角集成電路一體化發(fā)展，將極大提升我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力。