編者按:日前,王陽元院士等撰寫的《構(gòu)建自主可控的集成電路產(chǎn)業(yè)體系》綜述文章(發(fā)表于《科技導(dǎo)報》2026年第3期),文章系統(tǒng)梳理了產(chǎn)業(yè)從“六五”到“十四五”的歷程與現(xiàn)狀,深刻剖析了問題,并為“十五五”及未來十年指明了方向。
基于此,未來十年的發(fā)展路徑可概括為:“夯實安全底座、突破中端瓶頸、搶占未來高地、構(gòu)建協(xié)同生態(tài)”。
下面是對于這篇綜述文章的理解和分析。
一、 成就與基石:已站在攀登世界高峰的“第一臺階”
過去數(shù)十年,特別是近十五年,中國集成電路產(chǎn)業(yè)已取得令世界矚目的成就,為未來十年奠定了堅實基礎(chǔ)。
1. 筑牢國家安全底線:在涉及國家安全的衛(wèi)星、軍事網(wǎng)絡(luò)、攻防裝備等領(lǐng)域,中國已實現(xiàn)核心芯片100%自主可控,構(gòu)筑了堅實的產(chǎn)業(yè)屏障。
2. 躋身全球主要賽道:一批中國企業(yè)已在全球市場占據(jù)重要地位。中芯國際躍居全球第三大晶圓代工廠;長電科技、通富微電、華天科技包攬全球封測業(yè)第三、四、六名;長鑫科技以4%的份額成為全球第四大DRAM制造商;長江存儲的“晶?!奔軜?gòu)更是實現(xiàn)了技術(shù)在3D NAND領(lǐng)域的反向輸出,引領(lǐng)國際技術(shù)路線。在EDA、設(shè)備、材料等領(lǐng)域,也涌現(xiàn)出華大九天(全球EDA第六)、北方華創(chuàng)(全球設(shè)備第六)等進入世界前十的“排頭兵”。
3. 掌握成熟工藝基本盤:全球80%的市場為≥28nm的成熟工藝芯片。中國在此領(lǐng)域的產(chǎn)能已占全球33%,且設(shè)計與制造基本不受制約,為產(chǎn)業(yè)的自主發(fā)展和內(nèi)循環(huán)提供了廣闊的戰(zhàn)略縱深。
二、 挑戰(zhàn)與癥結(jié):從“大而不強”到“由大變強”的關(guān)卡
盡管成績斐然,但產(chǎn)業(yè)“大而不強”的深層次問題依然嚴(yán)峻,是未來十年必須跨越的關(guān)卡。
1. 結(jié)構(gòu)性痼疾:“小散弱”與同質(zhì)化內(nèi)卷:3626家設(shè)計企業(yè),銷售額卻不及英偉達一家;逾百家EDA、數(shù)百家設(shè)備企業(yè),卻難以形成合力。這種“寧為雞頭”的分散格局,導(dǎo)致資源內(nèi)耗,難以與國際巨頭組成的“集團軍”正面交鋒。
2. 生態(tài)鏈缺失:容錯試錯機制不暢:國產(chǎn)設(shè)備和材料在進入生產(chǎn)線、國產(chǎn)芯片在進入整機系統(tǒng)時,缺乏必要的容錯和試錯機制。上下游之間的信任和協(xié)同不足,使得即使有國產(chǎn)化能力,產(chǎn)品也難以在市場中撕開缺口,例如國產(chǎn)汽車95%的芯片仍依賴進口。
3. 關(guān)鍵瓶頸與“舉國之力”轉(zhuǎn)化不足:在EDA、高端光刻機(如EUV)、大硅片等關(guān)鍵領(lǐng)域,仍存在“卡脖子”風(fēng)險。雖然各單項技術(shù)已有突破,但如何將“舉國之力”有效整合,像ASML集成5000家供應(yīng)商那樣,鍛造出可與強手對壘的“頭部企業(yè)”,是亟待解決的機制難題。
三、 未來十年四大發(fā)展方向:延續(xù)、拓展、超越與豐富摩爾
后摩爾時代,技術(shù)路徑多元化,為中國提供了換道超車或并跑的機遇。未來十年的技術(shù)發(fā)展將沿著四個方向齊頭并進:
1. 延續(xù)摩爾:向物理極限精進
繼續(xù)在14nm、7nm乃至更先進節(jié)點上,通過FinFET、GAAFET(圍柵晶體管)等新結(jié)構(gòu)、新材料的應(yīng)用,提升集成度。重點在于完成全國產(chǎn)化7nm生產(chǎn)線的建設(shè)與穩(wěn)定運行,確保14nm全產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控。
2. 拓展摩爾:以系統(tǒng)級封裝(SiP)和芯粒(Chiplet)實現(xiàn)異構(gòu)集成
這是未來五到十年提升系統(tǒng)性能的主戰(zhàn)場。通過將不同工藝、不同材料的芯片(如邏輯、存儲、射頻)集成在一個封裝體內(nèi),可以在不依賴極端制程的情況下,實現(xiàn)高性能、低成本的系統(tǒng)功能。中國在封測領(lǐng)域擁有全球領(lǐng)先的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和人才優(yōu)勢,應(yīng)大力發(fā)展Chiplet、2.5D/3D封裝等先進封裝技術(shù),以此作為提升國產(chǎn)芯片整體性能的重要突破口。
3. 超越摩爾:探索新器件、新原理
擺脫單純依賴線寬縮小的路徑,探索基于新物理機制的器件。北京大學(xué)黃如院士團隊提出的FFET(倒裝堆疊晶體管)技術(shù),提供了不依賴EUV實現(xiàn)3-2nm的中國路徑,已在國際學(xué)術(shù)界引起廣泛關(guān)注。未來十年,需加大對這類原始創(chuàng)新的投入,推動其從實驗室走向產(chǎn)線,實現(xiàn)從“跟隨”到“引領(lǐng)”的跨越。同時,存算一體、軟件定義芯片等新架構(gòu)也將是突破算力瓶頸的關(guān)鍵。
4. 豐富摩爾:拓展新材料、新應(yīng)用
以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)為代表的寬禁帶半導(dǎo)體,將在新能源汽車、高鐵、電網(wǎng)等高功率場景發(fā)揮核心作用。中國在SiC襯底材料等領(lǐng)域已具備全球競爭力(如天岳先進全球第二)。未來需進一步鞏固優(yōu)勢,構(gòu)建從材料、器件到應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)鏈,服務(wù)“雙碳”戰(zhàn)略與產(chǎn)業(yè)升級。
四、 關(guān)鍵舉措:構(gòu)建自主可控的強大產(chǎn)業(yè)體系
為實現(xiàn)上述目標(biāo),未來十年必須在以下方面實現(xiàn)系統(tǒng)性突破:
1. 鍛造“頭部企業(yè)”,終結(jié)“小散弱”:通過政策引導(dǎo)和市場機制,鼓勵企業(yè)整合并購,集中資源打造能與英特爾、三星、臺積電比肩的設(shè)計、制造、封測“航母”。特別要舉國之力,在EUV光刻機、先進EDA全流程、12英寸大硅片等核心環(huán)節(jié),通過國家級整合機制,組建創(chuàng)新聯(lián)合體,實現(xiàn)“從0到1”的集群式突破。
2. 構(gòu)建容錯試錯生態(tài),打通國產(chǎn)化“最后一公里”:研究制定國家層面的容錯試錯補貼、保險和激勵機制,鼓勵下游整機企業(yè)和制造產(chǎn)線優(yōu)先試用國產(chǎn)芯片、設(shè)備和材料。在汽車電子、工業(yè)控制等關(guān)鍵領(lǐng)域,逐步建立國產(chǎn)芯片的“上車”驗證標(biāo)準(zhǔn)和平臺,用市場應(yīng)用反哺技術(shù)迭代。
3. 優(yōu)化投資結(jié)構(gòu)與效率:國家大基金三期(3440億元)的成立為產(chǎn)業(yè)注入了強勁動力。未來十年,投資需更加精準(zhǔn)和聚焦:一是在半導(dǎo)體市場低谷期進行逆周期投資,收購優(yōu)質(zhì)資產(chǎn);二是大幅增加對基礎(chǔ)研究、前瞻技術(shù)(如FFET、原子級制造)的長期穩(wěn)定投入;三是加強資金監(jiān)管,杜絕分散和尋租,確保每一分錢都用在刀刃上。
4. 深化產(chǎn)教融合,打造人才高地:集成電路是人才密集型產(chǎn)業(yè)。未來十年需進一步支持北京大學(xué)軟件與微電子學(xué)院等國家示范性微電子學(xué)院建設(shè),推動高校與骨干企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)急需的復(fù)合型人才。對EDA、材料等基礎(chǔ)領(lǐng)域人才給予個稅減免、落戶等政策傾斜,增強行業(yè)吸引力,讓“星光”照亮產(chǎn)業(yè)前程。
五、 結(jié)語
未來十年,是中國集成電路產(chǎn)業(yè)“臥薪嘗膽”、扎穩(wěn)根基的十年,也是從“中端”向“高端”發(fā)起總攻的十年。我們既要清醒認(rèn)識到技術(shù)封鎖的長期性與復(fù)雜性,“丟掉幻想,準(zhǔn)備斗爭”;更要堅定信心,基于14億人口的超大市場規(guī)模、全球最完整的制造業(yè)體系以及不斷增強的創(chuàng)新能力,沿著延續(xù)、拓展、超越、豐富摩爾的既定方向,一步一個腳印,構(gòu)建起自主可控、安全可靠的產(chǎn)業(yè)體系。這不僅關(guān)乎一個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,更關(guān)乎中華民族偉大復(fù)興的進程。中國芯,征途雖險阻,前景必光明。

