在日常生活中,我們不會直接接觸芯片,但智能手機、電腦、各類可穿戴設(shè)備無不需要芯片,其重要性不言而喻。然而我國雖然是全球最大的芯片需求市場,但國產(chǎn)芯片自給率不足三成進口依賴嚴重。在物聯(lián)網(wǎng)即將盛行,生活中將出現(xiàn)大量聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的當下,我國發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),自主芯片保障信息安全已是勢在必行。
芯片被喻為“工業(yè)糧食”,其伴隨著科技的發(fā)展已變得無處不在,且無所不能。小到身份證、銀行卡,大到手機、電腦、電視,甚至在飛機、軍艦、衛(wèi)星等系統(tǒng)中,都安置著大小不同和功能各異的芯片。不難明白,芯片事關(guān)國家經(jīng)濟、軍事、科技,以及居民財產(chǎn)安全,因此各國政府無不將其置于國家戰(zhàn)略的位置。
芯片與集成電路的聯(lián)系和區(qū)別
芯片一般是指集成電路的載體,也是集成電路經(jīng)過設(shè)計、制造、封裝、測試后的結(jié)果,通常是一個可以立即使用的獨立的整體。
“芯片”和“集成電路”這兩個詞經(jīng)常混著使用,比如在大家平常討論話題中,集成電路設(shè)計和芯片設(shè)計說的是一個意思,芯片行業(yè)、集成電路行業(yè)、IC行業(yè)往往也是一個意思。實際上,這兩個詞有聯(lián)系,也有區(qū)別。
集成電路實體往往要以芯片的形式存在,因為狹義的集成電路,是強調(diào)電路本身,比如簡單到只有五個元件連接在一起形成的相移振蕩器,當它還在圖紙上呈現(xiàn)的時候,我們也可以叫它集成電路,當我們要拿這個小集成電路來應(yīng)用的時候,那它必須以獨立的一塊實物,或者嵌入到更大的集成電路中,依托芯片來發(fā)揮他的作用;集成電路更著重電路的設(shè)計和布局布線,芯片更強調(diào)電路的集成、生產(chǎn)和封裝。而廣義的集成電路,當涉及到行業(yè)(區(qū)別于其他行業(yè))時,也可以包含芯片相關(guān)的各種含義。
芯片也有它獨特的地方,廣義上,只要是使用微細加工手段制造出來的半導(dǎo)體片子,都可以叫做芯片,里面并不一定有電路。比如半導(dǎo)體光源芯片;比如機械芯片,如MEMS陀螺儀;或者生物芯片如DNA芯片。在通訊與信息技術(shù)中,當把范圍局限到硅集成電路時,芯片和集成電路的交集就是在“硅晶片上的電路”上。芯片組,則是一系列相互關(guān)聯(lián)的芯片組合,它們相互依賴,組合在一起能發(fā)揮更大的作用,比如計算機里面的處理器和南北橋芯片組,手機里面的射頻、基帶和電源管理芯片組。
我國集成電路產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)
產(chǎn)業(yè)集中度趨勢加強。世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)調(diào)整變革的一個重要特征是產(chǎn)業(yè)集中度進一步向跨國集成電路企業(yè)集中。這些企業(yè)為了自身做大做強,不斷加大投資力度,加快整合的步伐,加緊在全球的產(chǎn)業(yè)布局。這種趨勢無疑將進一步壓縮發(fā)展中的我國集成電路產(chǎn)業(yè)的生存空間。核心關(guān)鍵技術(shù)亟待突破。制造業(yè)是國家的強國之基,制造業(yè)發(fā)展靠產(chǎn)品,產(chǎn)品的發(fā)展靠技術(shù),所以技術(shù)是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心。我國集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平與世界先進水平相比存在明顯的差距,又面臨著知識產(chǎn)權(quán)、標準等多重壁壘。我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展,若不盡快掌握自主可控的核心技術(shù),就無法實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)的發(fā)展。
高端團隊極度缺乏。集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展最終取決于人才,光有資本投資并不能彌補領(lǐng)軍人物、平臺級企業(yè)缺失的核心問題。研究表示,當前我國高端人才缺乏,特別是系統(tǒng)級高端設(shè)計人才的缺失,集成電路市場營銷人員、高端管理人才和團隊匱乏,嚴重影響了我國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。加快人才引進、人才培養(yǎng)和平臺建設(shè),成為“十三五”期間亟待解決的問題。
投資壓力巨大。集成電路產(chǎn)業(yè)是高投入產(chǎn)業(yè),也是高回報、高風(fēng)險產(chǎn)業(yè)。特別是晶圓制造業(yè),固定資產(chǎn)投入巨大,并且要持續(xù)投資,投資壓力極大,多年來國內(nèi)投融資市場望而卻步,已經(jīng)籌建的集成電路產(chǎn)業(yè)基金從規(guī)模來說仍然是遠遠不夠的,即使1380億元國家大基金全部投資晶圓代工,也只夠建設(shè)3條先進生產(chǎn)線。要完成“十三五”發(fā)展目標,需萬億元以上低成本的資金投入。面對這樣的巨額資金投入,在目前我國集成電路產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀下,需要國家堅持不懈給予政策支持和資金扶持。
產(chǎn)業(yè)鏈整合能力不足。我國集成電路產(chǎn)業(yè)盡管有一定規(guī)模,但是價值鏈整合能力不強,整機帶動性差,芯片與整機聯(lián)動機制尚未形成,國內(nèi)多數(shù)設(shè)計企業(yè)缺乏定義產(chǎn)品,不具備提供系統(tǒng)解決方案的能力,難以滿足整機企業(yè)需求,整機產(chǎn)品引領(lǐng)國內(nèi)集成電路產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新的局面也尚未形成。另外專用設(shè)備、儀器和關(guān)鍵材料等產(chǎn)業(yè)鏈上游環(huán)節(jié)比較薄弱,不足以支撐集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
什么是國家01專項、02專項
面對集成電路產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化道路上的諸多挑戰(zhàn),我國對集成電路行業(yè)給予了高度重視,出臺了多項鼓勵政策并從財政稅收、基礎(chǔ)建設(shè)等多方面支持其發(fā)展。而關(guān)注集成電路產(chǎn)業(yè)的朋友們時常會聽到01專項、02專項這兩個詞,那么這兩個詞都代表著什么呢?
中國國務(wù)院于2003年啟動中長期科技發(fā)展規(guī)劃的制定工作,并于2006年完成發(fā)布《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006--2020年)》(以下簡稱《規(guī)劃綱要》)。《規(guī)劃綱要》確定了核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件、極大規(guī)模集成電路制造技術(shù)及成套工藝、新一代寬帶無線移動通信、大型飛機、載人航天與探月工程等十六個重大專項,完成時限為十五年左右,這些重大專項是我國到2020年科技發(fā)展的重中之重。這16個重大專項包括:核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件,極大規(guī)模集成電路制造技術(shù)及成套工藝,新一代寬帶無線移動通信,高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造技術(shù),大型油氣田及煤層氣開發(fā),大型先進壓水堆及高溫氣冷堆核電站,水體污染控制與治理,轉(zhuǎn)基因生物新品種培育,重大新藥創(chuàng)制,艾滋病和病毒性肝炎等重大傳染病防治,大型飛機,高分辨率對地觀測系統(tǒng),載人航天與探月工程,其中許多專項受到國內(nèi)外的高度關(guān)注。
01專項:“核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品”(以下簡稱“核高基重大專項”)是《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》所確定的國家十六個科技重大專項之一??萍疾渴呛烁呋卮髮m椀念I(lǐng)導(dǎo)小組組長單位;工業(yè)和信息化部是核高基重大專項的牽頭組織單位,是實施核高基重大專項的責(zé)任主體。核高基重大專項的主要目標是:在芯片、軟件和電子器件領(lǐng)域,追趕國際技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。通過持續(xù)創(chuàng)新,攻克一批關(guān)鍵技術(shù)、研發(fā)一批戰(zhàn)略核心產(chǎn)品,為我國進入創(chuàng)新型國家行列做出重大貢獻。
02專項,即:《極大規(guī)模集成電路制造技術(shù)及成套工藝》項目,因次序排在國家重大專項所列16個重大專項第二位,在行業(yè)內(nèi)被稱為“02專項”,02專項在“十二五”期間重點實施的內(nèi)容和目標分別是:重點進行45-22納米關(guān)鍵制造裝備攻關(guān),開發(fā)32-22納米互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)工藝、90-65納米特色工藝,開展22-14納米前瞻性研究,形成65-45納米裝備、材料、工藝配套能力及集成電路制造產(chǎn)業(yè)鏈,進一步縮小與世界先進水平差距,裝備和材料占國內(nèi)市場的份額分別達到10%和20%,開拓國際市場。