我國集成電路產業的自主創新之路——北京市電子科技情報研究所所長郭華平接受《科技中國》專訪
《科技中國》記者 李浩，首發刊載於《科技中國》雜誌2018年6月第6期 專訪。
近日，「中興事件」引發了國內各界對自主可控晶元的又一波關注熱潮。談到製造晶元，核心就是集成電路產業。集成電路產業作為基礎性、先導性產業，是名副其實的「國之重器」。但是，我國發展集成電路產業又面臨著外部歐美髮達國家圍追堵截，內部製造、裝備、材料環節實力弱小的困境。如何突破困境，實現產業加速崛起，如何將「大國重器」掌握在自己手中呢?
對此，《科技中國》雜誌(以下簡稱「科技中國」)記者專訪了北京市電子科技情報研究所(以下簡稱「情報所」)所長郭華平，試圖通過梳理我國集成電路產業發展現狀和趨勢，尋找答案。
郭華平(圖)
郭華平告訴《科技中國》記者，要解決集成電路產業背後「卡脖子」的問題，應用基礎研究就必須要跟得上。從全球集成電路產業發展的歷史來看，沒有應用基礎研究領域的突破，我們就只能處於跟隨、受制的位置，「彎道超車」是不可能的。而做好應用基礎研究僅僅依靠企業投入是遠遠不夠的。國家有必要出台新的科技重大專項，一如既往地在核心架構、先進工藝、高端裝備、關鍵材料等共性技術領域支持研發。
科技中國：「中興事件」對我們的啟示有哪些?
郭華平：通過「中興事件」，晶元確實成為最近的產業熱點，關注的人越來越多了。「晶元熱」是件好事，從多個角度來看，國家越重視具有基礎性、先導性、戰略性特徵的集成電路產業，未來就越會出台更多有利於促進這個產業發展的舉措。
「中興事件」對我們的啟示是多方面的，包括國際貿易的合規問題、供應鏈安全問題、知識產權問題等等，但我認為最重要的是讓我們正視中國在集成電路產業領域和美國的差距，加速高端通用晶元自主可控迫在眉睫，但同時又艱苦卓絕。之所以說「艱苦卓絕」，是因為高端通用晶元的自主可控絕不是一蹴而就的，我們必須堅持少說多做，埋頭苦幹，這樣才有希望。我很贊同中芯國際周子學董事長在2018年4月半導體市場年會上講的「發展半導體產業必須長期艱苦奮鬥」。
科技中國：晶元製造領域，在全球範圍內，我國處於什麼地位?和美國的差距主要體現在哪些方面?
郭華平：集成電路產業鏈很長，可以分為設計、製造、封測、設備和材料五大環節。經過幾十年的發展，我國在設計和封測領域已經有了很大話語權，湧現出華為海思、紫光展訊、長電科技等全球領先的國際化企業。近年來，我們在成套工藝設備(除光刻機外的28nm以上製程成套設備國產化)、核心材料(例如光刻膠、濺射靶材等)都已經實現了突破。
但是，與全球發達國家和地區，特別是美國相比，我們仍然存在較大差距。例如我國在ADC/DAC(數模轉換)、FPGA、高速光通信介面等高端通用晶元上仍然依賴美國進口。設計環節，全球三大EDA軟體巨頭鏗騰、明導和新思，均為美國企業，全球三種主流的晶元架構X86、MIPS和ARM均掌握在國外企業手中。製造環節，國內最先進的中芯國際和廈門聯芯，目前主流製程仍是28nm，且總產能佔比也較小，而以三星、台積電等巨頭引領的國際主流製程已經達到14nm，且這些企業均在今年量產7nm，差距達兩三個世代。設備環節，集成電路產業有三大核心工藝設備，包括光刻機、刻蝕機器和薄膜沉積，我國目前僅中微半導體的介質刻蝕機達到國際領先的7nm工藝製程，其他兩種設備均未達到國際主流14nm製程，北方華創的氧化爐和薄膜沉積設備達到28nm級別，差距最大的光刻機仍停留在90nm量產的水平。材料環節，製造晶元的19種主要材料中，日本有14種均全球第一，總份額超過60%，全球近七成的硅晶圓產自日本，反觀國內8英寸晶圓自給率不足10%，12英寸晶圓基本依賴進口。封測環節，我們在先進封裝、SoC等技術上與國際先進廠商仍有一定差距。
科技中國：加速高端通用晶元自主可控的關鍵在哪裡?
郭華平：我認為在歐美髮達國家、特別是美國明顯遏制中國集成電路產業崛起的背景下，加速高端通用晶元自主可控，必須依靠自主創新和加大投入。第一，通過自主創新，才能縮短我國與世界主流廠商的技術差距，突破美國封鎖;第二，通過自主創新，才有可能在集成電路產業鏈的更多環節上達到全球範圍的領先水平，增強討價還價的能力，通過知識產權的交叉授權實現自主可控;第三，集成電路產業和平板顯示產業具有一定的相似性，都是投入大、回報期長的產業，因此只有持續加大投入，才可能實現規模效益，才能熬出來。
近年來，國家持續加大對集成電路產業的投資力度，大基金一期投入1300億，已收尾，二期預計超過2000億。乍一看，錢不少，但需要投資的項目也很多，以一期為例，累計投資62個項目，涉及23家上市公司，這樣平均下來，每家獲得的投資額並不多。而且這與國際晶元巨頭的投資額相比差距是很大的，例如三星、英特爾、台積電，每年的投資額都在百億美元級別。
科技中國：您談到「自主創新」，那麼我國集成電路產業自主創新需要在哪些方面發力呢?
郭華平：我國集成電路產業自主創新，需要發力的方面很多，例如基礎研究、研發投入、人才資源、扶持政策等方面。
從基礎研究角度來看，做一顆晶元，涉及50多個學科、數千道工序，其複雜程度是巨大的。同時，隨著集成電路技術的發展，整機、電路與元件、器件之間的明確界限被打破，器件問題、電路問題和整機系統問題已經結合在一起。體現在一小塊矽片上，這就形成了固體物理、器件工藝與電子學三者交叉的新技術學科——微電子學。國內如此重視晶元，而微電子學目前卻還不是一級學科。之前就有政協委員提議，希望能把微電子學作為一級學科來建設，再加上企業研發主體和市場考核驗證體系，形成一套發展組合拳。
情報所也非常關注微電子學科的發展，目前，我們聯合國內相關高校的知名教授，在籌備一個學術核心期刊——《微納電子與智能製造》，就是希望為我國微電子學的發展盡綿薄之力。同時，在基礎研究領域，沒有高素質的研究人才是不行的。我們關注到，在一些大城市，願意學物理、化學、材料等工科專業的高中生越來越少，好多學生都去學金融了。但是，真正能夠支撐遠期國家戰略實現的，一定是基礎研究。我們認為，國家在很長一段時間內，要引導人才向高端製造業的基礎科研流動，營造向基礎領域科學家致敬的社會氛圍。我們期待未來中國能夠出一些諾貝爾物理學獎、化學獎的得主，這也說明我們的基礎學科走向世界前列了。
從研發投入角度來看，國家支持了一批集成電路領域的自主創新項目，在核心電子器件、高端通用晶元、基礎軟體產品、集成電路製造技術及成套工藝方面取得了豐碩成果。但是，這還遠遠不夠，因為相較歐美國家，我們在這些領域仍然處於落後地位，「中興事件」也再次提醒我們這一點。因此，我們希望國家能儘快出台新的政策，持續支持集成電路產業關鍵技術研發，當然，就我們目前掌握的信息來看，國家已經有所考慮。
從人才資源角度，數據顯示，到2020年，我國集成電路產業人才缺口達40萬，尤其缺乏行業領軍人才。這些年，集成電路領域取得的重大突破，很多都是海歸人才創造的，他們長期任職於歐美半導體公司，擁有豐富的行業經驗，例如張汝京、尹志堯、姚力軍、高啟全等。隨著美國對中國的遏制，很多華裔科研人員被排除在核心研發隊伍之外，未來這樣的高端人才可能更多需要國內相關高校和企業來培養。但遺憾的是，目前國內不少高校的人才培養與現實脫節，大多數學生更熱衷於軟體和應用產業，卻不願意投身基礎製造業。
同時，我們還要有更好的用人環境、更有競爭力的薪酬體系，讓人才有更多的歸屬感和獲得感。
從扶持政策角度來看，遠了說，2000年6月，國務院發布18號文，到2015發布《中國製造2025》，再到去年底北京市出台的「十大高精尖系列政策」，國家、北京市對集成電路產業是極為重視的，扶持政策具有連貫性。但是，如何及時應對企業在推進集成電路產業國產化的進程中，對人才、共性技術、工藝平台等的需求，仍然有待進一步探討。
另外，我認為自主創新也必須注重利用國際、國內兩種資源。雖然從政治和意識形態層面，美國明顯在遏制中國，但從經濟和民間交往層面，我們仍然有可能在互惠互利的基礎上尋求合作。同時，我們也要加強與其他國家和地區的技術合作，例如，以色列、我國台灣地區、日本等。當然，最快速的創新途徑還是資本併購，就像京東方那樣，在併購韓國液晶面板產線後迅速掌握核心工藝，進而實現自主創新。
科技中國：情報所在集成電路產業領域有哪些研究?
郭華平：情報所作為北京市一家聚焦電子信息行業的情報學研究機構，立足於北京的產業發展，依託豐富的產業研究經驗、科學的情報分析手段、專業的諮詢服務團隊，持續深耕集成電路、平板顯示、5G、新能源智能汽車、新材料等電子信息的最前沿領域，致力於以競爭情報服務創新促企業發展，以分析研究能力創新促行業發展，以決策諮詢產品創新促社會發展。
在集成電路領域，情報所自1988年起，持續承接國家及北京市的30餘項相關軟課題，例如，近兩年來，我們承接的課題包括：《北京市落實思路研究》《國家科技重大專項01專項、03專項管理》《北京市高端製造業材料和裝備國產化趨勢與產業布局研究》《國家科技重大專項成果轉化落地評價》《北京市第三代半導體產業發展趨勢及發展布局研究》等。情報所也在協助相關部門梳理這些年來國家科技重大專項的成果轉化情況，未來，我們將在這方面為政府、企事業單位提供更多的服務。
此外，我們也為北京市台辦、北京市國資委、北京市科協、北京電子學會、京企雲梯科技創新聯盟、中芯國際、北京電控集團、京東方、北方華創、燕東微電子等政府部門和企事業單位提供信息搜集、專利分析、科技成果評價及產業諮詢等服務。
郭華平，研究員、政工師，畢業於北京大學光華管理學院，獲MBA學位。現任北京市電子科技情報研究所書記、所長。曾任北京電子控股有限責任公司辦公室副主任，北京798文化創意產業投資股份公司副總經理，北京吉樂電子集團有限公司黨委副書記。
