清華微電子所所長(zhǎng)：中國(guó)芯片業(yè)的大實(shí)話

中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度非?？?，但跟國(guó)際先進(jìn)水平的差距還相當(dāng)大，瓶頸是人才，不僅質(zhì)量難以滿足需求，連數(shù)量都難以滿足需求。

魏少軍 | 文

“集成電路并不是一個(gè)能夠遍地開(kāi)花的事情。我曾經(jīng)到了一個(gè)地方，這個(gè)地方領(lǐng)導(dǎo)說(shuō)，我們下決心了，要把集成電路做上去，在我們這里建個(gè)集成電路廠。我就說(shuō)，恐怕不行，你這里沒(méi)錢(qián)。我一說(shuō)沒(méi)錢(qián)呢，人家很不高興，馬上就說(shuō)你怎么知道我沒(méi)錢(qián)？跟旁邊的人說(shuō)，我給你50個(gè)億，你給我把這個(gè)事情做起來(lái)！我就跟他說(shuō)，恐怕后面還要再加個(gè)0。”

“有些同志很擔(dān)心，說(shuō)我們買(mǎi)了這么多的芯片，萬(wàn)一哪天人家不賣(mài)給我怎么辦呢？這是不是受制于人等等，對(duì)吧？有這種擔(dān)心很自然，但是如果我們換位思考一下，作為生產(chǎn)供應(yīng)商來(lái)說(shuō)他們會(huì)擔(dān)心什么呢？他們也會(huì)很擔(dān)心。曾經(jīng)有一個(gè)外國(guó)朋友問(wèn)我，他說(shuō)你們買(mǎi)了我們這么多芯片，哪天你們要不買(mǎi)了的話我們?cè)趺崔k？大家會(huì)心地一笑。”

直擊我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)當(dāng)前的“痛點(diǎn)”，探索芯片產(chǎn)業(yè)突破性高質(zhì)量發(fā)展之路，重量級(jí)專(zhuān)家魏少軍為您深度解讀《高質(zhì)量發(fā)展如何從“芯”突破？》。

魏少軍，清華大學(xué)微電子所所長(zhǎng)，“核高基”國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)總師，國(guó)際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)會(huì)士。

（以下為演講全部?jī)?nèi)容）

誰(shuí)締造了芯片奇跡？

集成電路是一種芯片，我們天天都在用，比如說(shuō)家庭當(dāng)中用到的集成電路有三百塊之多。我們?cè)谧约杭依镄抟恍╇娖鞯臅r(shí)候,你可以看見(jiàn)有很多黑黑的方塊，這些黑黑的方塊是什么？就是我們說(shuō)的集成電路和芯片。

這里面有大量的集成電路的基本元件，叫晶體管，可能有幾十億支甚至上百億支。晶體管的原理非常簡(jiǎn)單，但是真正要把這樣的晶體管發(fā)明出來(lái)，人類(lèi)還是經(jīng)過(guò)了非常長(zhǎng)時(shí)間的探索。

我們知道，世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)是1945年在美國(guó)的賓夕法尼亞大學(xué)發(fā)明的，我們用的是所謂的電子管，大概直徑在兩公分左右，高度有個(gè)五、六公分，通上電以后它會(huì)發(fā)亮，像個(gè)燈泡似的。

這樣的電子計(jì)算機(jī)用了17500支電子管，很多，但這個(gè)電子管的可靠性非常差，六分多鐘就燒壞一支，一旦燒壞了怎么辦呢？就得去換。

換的時(shí)候，計(jì)算機(jī)的機(jī)房里的一些女士就要跑去把電關(guān)了，換一支電子管，再重新開(kāi)機(jī)。這樣的一個(gè)計(jì)算機(jī)使用效率是非常低的，因此我們迫切的需要能找到一種能代替電子管的元器件。

1947年在美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室，有三位科學(xué)家就發(fā)明了后來(lái)我們稱之為晶體管的這種新的元器件，這三位科學(xué)家一個(gè)叫肖克利，一個(gè)叫巴丁，還有一個(gè)叫布萊坦，這三位科學(xué)家在1956年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

這個(gè)晶體管發(fā)明以后，我們看到它比起我們所熟知的電子管要小了很多，比一個(gè)黃豆還小，甚至像一個(gè)芝麻粒一樣，可靠性非常高，而且它反應(yīng)速度很快。

在1954年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室用800支晶體管組建了世界上第一臺(tái)晶體管的計(jì)算機(jī)，這臺(tái)計(jì)算機(jī)是給B—52重型轟炸機(jī)用的，它耗電量只有100瓦，最重要它的運(yùn)算速度非常快，達(dá)到每秒鐘100萬(wàn)次。

晶體管非常好，但是大家還在想，我是不是能把晶體管做得更??？為什么呢？你用這么多晶體管，它還是有焊點(diǎn)，焊點(diǎn)會(huì)虛焊，有了虛焊以后可靠性變差，那么我們是不是可以找到可靠性更好的東西呢？所以后面我們就出現(xiàn)了集成電路，也就是今天我們要講的芯片。

1958年9月12日，由當(dāng)時(shí)在美國(guó)德州儀器公司的一個(gè)青年工程師，他叫杰克·基爾比，發(fā)明了集成電路的理論模型。

1959年，當(dāng)時(shí)在仙童公司工作的一個(gè)叫鮑勃·諾伊斯的人，也是后來(lái)英特爾公司創(chuàng)始人，他就發(fā)明了今天我們都在用的集成電路的制造方法——掩膜版曝光刻蝕技術(shù)。

所以我們今天講來(lái)講去，其實(shí)我們用的技術(shù)是六十年前發(fā)明的技術(shù)，只是我們今天不斷地在規(guī)模上、精度上變小而已，這兩位科學(xué)家發(fā)明的集成電路對(duì)人類(lèi)的影響是非常巨大的。

在集成電路發(fā)明了42年以后, 杰克﹒基爾比獲得了2000年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，非?？上У氖酋U勃﹒諾伊斯那個(gè)時(shí)候已經(jīng)過(guò)世了，所以他沒(méi)有得到諾貝爾獎(jiǎng)。

1962年，當(dāng)時(shí)國(guó)際商用機(jī)器公司，也就是IBM，開(kāi)始用集成電路來(lái)制造計(jì)算機(jī)，1964年在全球發(fā)布了一個(gè)系列6臺(tái)計(jì)算機(jī)，起名叫做IBM360，功能極其強(qiáng)大，完成科學(xué)計(jì)算、事務(wù)處理等各種各樣的內(nèi)容。

又過(guò)了幾年，英特爾公司有一位年輕的科學(xué)家，這個(gè)科學(xué)家叫泰德·霍夫，他設(shè)計(jì)了世界上第一款微處理器，就叫英特爾4004。

這個(gè)微處理器剛開(kāi)始出生的時(shí)候，身世沒(méi)有那么高大上，是給計(jì)算器用的，是一家日本公司去找英特爾公司，讓英特爾公司幫忙設(shè)計(jì)一個(gè)芯片。

所以英特爾公司它們玩命去干，最后設(shè)計(jì)給了一家叫必思康的日本公司，做計(jì)算器。

1981年的時(shí)候，也就是十年之后，IBM組織了一個(gè)團(tuán)隊(duì)，跑到佛羅里達(dá)去開(kāi)發(fā)了一個(gè)到今天影響全世界、全人類(lèi)的重大產(chǎn)品，就是個(gè)人電腦，后來(lái)我們稱為叫PC。當(dāng)時(shí)用的是英特爾的8088微處理器，其實(shí)它的速度很慢，但是在當(dāng)時(shí)是非常了不起的。

所以，集成電路和芯片的進(jìn)步，不斷地從原來(lái)的政府應(yīng)用到民間的應(yīng)用，比如我們從軍事應(yīng)用到一般的民用，而且從一般的、常規(guī)的市場(chǎng)商業(yè)應(yīng)用換成老百姓家里。

芯片領(lǐng)域有一個(gè)著名的摩爾定律。其大致內(nèi)容為：

當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升40%。

半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，芯片制造工藝水平的演進(jìn)不斷驗(yàn)證著這一定律，持續(xù)推進(jìn)的速度不斷帶動(dòng)信息技術(shù)的飛速發(fā)展。

現(xiàn)階段芯片技術(shù)發(fā)展到了什么水平？未來(lái)的發(fā)展是否會(huì)遇到極限呢？摩爾定律還能繼續(xù)有效嗎？芯片產(chǎn)業(yè)的奇跡還能延續(xù)多少年？

芯片技術(shù)有多神奇？

今天的芯片技術(shù)到底有多神奇？它不斷地在微縮，不斷地在縮小?？s小到什么程度呢？我們現(xiàn)在已經(jīng)做到了7納米，估計(jì)明年、后年就到了5納米。

大家說(shuō)納米是什么意思？對(duì)納米沒(méi)感覺(jué)。確實(shí)沒(méi)感覺(jué)，舉個(gè)例子，大家可以想像一下有多小。我們看見(jiàn)過(guò)我們自己的紅血球嗎？肯定沒(méi)看過(guò)，但是大家知道我們的一滴血是紅色的，因?yàn)榧t血球是紅色，映出來(lái)血液是紅的。

紅血球的直徑有多大呢？紅血球的直徑是8微米，就是8000納米。按照我們今天的技術(shù)，比如說(shuō)14納米工藝制造的芯片，大概是40個(gè)納米大小，因此我們可以在一個(gè)紅血球的直徑上放200支晶體管。

所以大家可以想，這么精密的東西，正是因?yàn)樗@么小，所以我們能夠把大量的東西集成在單個(gè)的芯片上去。

大家一定會(huì)問(wèn)一個(gè)問(wèn)題，如果按照我們現(xiàn)在的走法，走到5納米，再往下走到3納米，能不能再走下去呢？我們認(rèn)為可能某一種特定技術(shù)走到一定的時(shí)候，它就會(huì)停下來(lái)，但是并不代表著新技術(shù)不會(huì)出現(xiàn)。前兩年德國(guó)科學(xué)家就發(fā)明了一種稱其為分子級(jí)晶體管的新的器件。

未來(lái)的發(fā)展，可能我們的手機(jī)會(huì)變得越來(lái)越小，小到了我們今天不可想象的地步。當(dāng)然這個(gè)小不是說(shuō)體積變小，是手機(jī)芯片的尺寸變小，功能變得越來(lái)越大。

但是任何技術(shù)都有它的極限，不可能沒(méi)有極限，那從芯片角度來(lái)說(shuō)它有哪幾個(gè)極限呢？一個(gè)就是物理的極限，它尺寸太小了，其實(shí)還有功耗的極限。舉個(gè)例子，我們家里都有電熨斗，電熨斗的功率密度每平方厘米5瓦。5瓦很小，但是很燙手，我們絕對(duì)不敢拿手去直接碰它。

但是集成電路芯片呢？一般的芯片都在每平方厘米幾十瓦，所以我們看到的芯片上往往要背一個(gè)散熱器，上面還有一個(gè)風(fēng)扇。

當(dāng)我們功率密度達(dá)到每平方厘米100瓦以上的時(shí)候，風(fēng)已經(jīng)不行了，要換成水冷。超級(jí)計(jì)算機(jī)當(dāng)中要通水，這邊涼水進(jìn)去那邊就變成溫水出來(lái)。

這樣的一種熱的耗電，這種熱效應(yīng)是非常非常厲害的，如果不加控制，到2005年前后，我們芯片的溫度已經(jīng)達(dá)到了核反應(yīng)堆的溫度，到2010的時(shí)候大概已經(jīng)可以達(dá)到太陽(yáng)表面的溫度了，那么這么熱的東西可能用嗎？不可能用。

因此人們想了一個(gè)辦法，我們要想辦法把這功耗降下來(lái)，把原來(lái)的單核變成雙核。

后來(lái)延伸到手機(jī)，就出現(xiàn)了一個(gè)特別有意思的現(xiàn)象，大家去買(mǎi)手機(jī)的時(shí)候售貨員跟你說(shuō)，買(mǎi)這個(gè)手機(jī)吧，這個(gè)手機(jī)是4核的，4核的功能強(qiáng)大，比那個(gè)好。

另外一個(gè)人跟你說(shuō)，別買(mǎi)那4核的，我這兒有8核的，8核的比4核好。什么意思呀？實(shí)際上他們對(duì)這個(gè)問(wèn)題不理解，是因?yàn)槲覀冏霾怀蓡魏?，我們把它做成雙核，做成4核、8核。

從可編程性來(lái)說(shuō)，單核是最好的，但是如果要達(dá)到四個(gè)核要跑的功率的話，單核的功耗要做得很高，太熱了。

熱了怎么辦呢？我只好把它拆開(kāi)，實(shí)際上是以系統(tǒng)的復(fù)雜性為代價(jià)來(lái)解決我們的功耗問(wèn)題。所以，功耗問(wèn)題成為制約我們發(fā)展的非常重要的一個(gè)麻煩。

第二個(gè)就是工藝的難度非常非常大。

集成電路制造過(guò)程當(dāng)中，它的掩膜的層數(shù)實(shí)際上在不斷地變化，從65納米的40層，到7納米的時(shí)候，到了85層。

這么多層，每層跑一天的話，要80幾天才能跑完，對(duì)吧？所以我們現(xiàn)在芯片的制造要花費(fèi)很長(zhǎng)很長(zhǎng)的時(shí)間，都不是短期內(nèi)能做成的，萬(wàn)一有一個(gè)閃失，這個(gè)芯片可能就報(bào)廢掉了，所以它的工藝復(fù)雜程度非常得高。

第三個(gè)我們看到就是它的設(shè)計(jì)復(fù)雜度很高。

那么正是因?yàn)橛腥绱硕嗟木w管放在一顆芯片上，它的通用性變得越來(lái)越差，所以出現(xiàn)了所謂叫“高端通用芯片”，要去尋找更通用的解決方案，那就把軟件引進(jìn)來(lái)。

因此我會(huì)經(jīng)常講一句話：“芯片、軟件兩者密不可分，沒(méi)有芯片的軟件是孤魂野鬼，沒(méi)有軟件的芯片是行尸走肉?！蔽覀兘?jīng)常在教學(xué)當(dāng)中也好，工作當(dāng)中也好，都是要把兩者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。

當(dāng)然所有這些工藝問(wèn)題，那還都是技術(shù)問(wèn)題，最最重要的是經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。摩爾定律50多年的發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，集成電路大概有55年的時(shí)間是處在降價(jià)的過(guò)程當(dāng)中，直接的效益就是我們電子產(chǎn)品很便宜，便宜到什么程度？我們很多年輕人每半年換一部手機(jī)，現(xiàn)在大家不敢換了，因?yàn)槭裁茨?？手機(jī)變得貴起來(lái)了。

原因就是芯片的發(fā)展由于投入的增加、復(fù)雜度的增加，它的成本其實(shí)是在緩慢地增加的，28納米之前我們的成本是不斷在下降，28納米之后我們的成本在逐漸地上升。

因此我們也可以預(yù)測(cè)一下，就是未來(lái)我們的電子產(chǎn)品不再會(huì)像前幾年那樣不斷地降價(jià)，估計(jì)會(huì)再漲價(jià)，當(dāng)然是緩慢地漲。所以我們說(shuō)，芯片技術(shù)的發(fā)展過(guò)程到今天為止，我們?nèi)匀粵](méi)有看到它的終點(diǎn)。

摩爾定律是不是走到頭了？這個(gè)爭(zhēng)論一直存在。有一件事情，那是1997年1998年的時(shí)候，有一個(gè)人在一個(gè)地方發(fā)表了一篇文章講，說(shuō)芯片、摩爾定律死了，沒(méi)戲了。他說(shuō)你看銅互聯(lián)，我們?cè)瓉?lái)都用鋁，現(xiàn)在銅互聯(lián)搞了這么多年都搞不下去，沒(méi)戲，銅肯定走不下去了。

第二個(gè)說(shuō)芯片這個(gè)東西越做越薄以后漏電，控制不住，所以芯片最小做到50納米也走不下去了。他還舉了個(gè)例子，他說(shuō)***因?yàn)橛玫氖?93納米波長(zhǎng)的光源，我們知道波長(zhǎng)到一定程度以后它會(huì)衍射，變虛了，所以摩爾定律完了。

大家后來(lái)知道，我們用電鍍的技術(shù)解決了銅的問(wèn)題；用所謂高K-金屬柵的技術(shù)解決了所謂介質(zhì)的問(wèn)題；然后用一個(gè)特別特殊的方法；我們把鏡頭放水里，利用水的折射把波長(zhǎng)一下縮短了。所以現(xiàn)在的***不但可以用到我們今天的14納米，還可以用到5納米。

這三個(gè)技術(shù)全突破了，大家又問(wèn)，誰(shuí)這么不開(kāi)眼？怎么這么說(shuō)摩爾定律？謎底揭曉了，是戈登·摩爾本人說(shuō)的。我們看到這么一個(gè)科學(xué)家，這么重要的一個(gè)人，他在講自己的時(shí)候他也未必能講得很清楚。

芯片技術(shù)的不斷突破帶動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展。2018年，全球芯片市場(chǎng)的產(chǎn)值高達(dá)4688億美元，我國(guó)不僅是全球芯片最重要的消費(fèi)市場(chǎng)之一，同時(shí)也正在竭盡全力，向全球芯片產(chǎn)業(yè)的第一梯隊(duì)進(jìn)發(fā)。我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)到底處在怎樣的發(fā)展階段？追趕過(guò)程中，我們面臨哪些嚴(yán)峻挑戰(zhàn)？

誰(shuí)是全球芯片市場(chǎng)最大的買(mǎi)家？

我們以2014年作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)的話，到2020年，這6年當(dāng)中，計(jì)算機(jī)還會(huì)增長(zhǎng)46%，手機(jī)增長(zhǎng)81%，而消費(fèi)類(lèi)電子還要增長(zhǎng)48%。所以說(shuō)，電子產(chǎn)品的增長(zhǎng)是越來(lái)越多、越來(lái)越快。

我個(gè)人判斷，在我們有生之年，如果找不到能代替半導(dǎo)體的東西，大概現(xiàn)在的電子產(chǎn)品還會(huì)按照這種方式繼續(xù)走下去。

我們會(huì)一直去享受電子產(chǎn)品帶來(lái)的各種各樣的便利，但是它背后的根本因素在于芯片技術(shù)的突破。正因?yàn)橛腥绱藦?qiáng)勁的需求，全球芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展就是非?？臁?/p>

那半導(dǎo)體的市場(chǎng)是怎么分布的？我們看到紅色的是中國(guó)，最下面這個(gè)紫色是美洲的市場(chǎng)，藍(lán)色的是歐洲市場(chǎng)，灰色的是日本市場(chǎng)，上面的綠色的是除了中國(guó)和日本之外的亞洲其它市場(chǎng)。

這個(gè)數(shù)字有點(diǎn)驚人，因?yàn)橹袊?guó)市場(chǎng)占了全球市場(chǎng)的34% ，1584億美元，超過(guò)三分之一，這是指中國(guó)市場(chǎng)用到的。

同時(shí)，2018年中國(guó)也是增長(zhǎng)最快的半導(dǎo)體市場(chǎng)，中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)增長(zhǎng)了20.5%。我想大家可以想象中國(guó)要買(mǎi)多少集成電路，很多！

需求旺盛，供給不足，我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)如何發(fā)力？

大家也許會(huì)覺(jué)得，我們國(guó)家的芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展好像不那么好，我覺(jué)得大家有這種感觸是很正常的。

比如前兩年，我們有很多話說(shuō)得比較大，我用了一個(gè)詞叫“嚇尿體”。我給大家念幾段，很有意思的現(xiàn)象，他說(shuō)“某某某芯片突飛猛進(jìn)，為什么美國(guó)人都害怕了？”還有說(shuō)“我們的什么什么東西站到了世界之巔”，還有一個(gè)說(shuō)“我們某某老人從美國(guó)回來(lái)了，美國(guó)人慌了”。

當(dāng)我們?nèi)ツ昱龅揭恍┦虑榈臅r(shí)候，態(tài)度就180度大轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)而自己“嚇尿了”，也給大家念幾段，比如說(shuō)：“你不知道中國(guó)芯有多爛，你只有讀了本文之后你就知道它有多爛”?！爸袊?guó)芯片到底怎么樣了，跟人家一比我就徹底失望了”。我不知道我們?cè)趺淳瓦@么脆弱，對(duì)自己一點(diǎn)信心都沒(méi)有呢？前兩年那種豪情壯志又到哪兒去了呢？

芯片的發(fā)展它有它的客觀規(guī)律，既沒(méi)有像大家想象的那么好，也沒(méi)有像大家想象那么壞，當(dāng)然我們現(xiàn)在還不能滿足需求，但是只要堅(jiān)持不懈走下去，我們的發(fā)展就一定可以走到我們所希望的那個(gè)水平上去。

中國(guó)的芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度非?？?，從2004年到2018年中國(guó)的芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的曲線圖中可以看到，我們從2004年545億元漲到了去年6532億元，1000億美元，這個(gè)增長(zhǎng)速度是當(dāng)期全球增長(zhǎng)速度的四倍左右。6500多億元，其實(shí)是我們的設(shè)計(jì)、封測(cè)業(yè)和芯片制造業(yè)三業(yè)疊加的結(jié)果。

我們看到芯片的設(shè)計(jì)業(yè)去年達(dá)到了2500多億元，這是真正意義上的產(chǎn)品，而我們的封測(cè)業(yè)2190億元和芯片制造業(yè)1800多億元，這個(gè)更多的是一種加工。那么，設(shè)計(jì)、封測(cè)、芯片的制造這三者之間是什么關(guān)系？

舉一個(gè)例子，設(shè)計(jì)業(yè)就是相當(dāng)于作家寫(xiě)書(shū)，制造業(yè)就相當(dāng)于印刷，封測(cè)業(yè)就相當(dāng)于裝訂，各自的特點(diǎn)是不一樣的。

我們國(guó)家的企業(yè)，經(jīng)過(guò)這么多年的發(fā)展以后，無(wú)論是設(shè)計(jì)制造還是封測(cè)都已經(jīng)進(jìn)入世界前列，比如在全球的集成電路設(shè)計(jì)這個(gè)行業(yè)當(dāng)中，前十位有兩家企業(yè)，在全球的代工企業(yè)當(dāng)中，前十位也有兩家企業(yè)，而在全球的封測(cè)企業(yè)當(dāng)中，前十當(dāng)中有三個(gè)企業(yè)。

但是我們跟國(guó)際先進(jìn)水平相比還有相當(dāng)大的差距。看看我們的設(shè)計(jì)業(yè)，也就是我們經(jīng)常講的集成電路產(chǎn)品，我們從1999年全行業(yè)只有3億元人民幣，到去年我們已經(jīng)到了2519億，合370億美元左右，已經(jīng)做到世界第二大。

雖然很大，但是我們看一看的話，我們的產(chǎn)品在全球占比只有7.9%，如果當(dāng)時(shí)大家還記著剛才那張膠片，中國(guó)市場(chǎng)1500多億美元，占了全球市場(chǎng)的34%，而這里面我們只有7.9%，那我們有26%就要靠進(jìn)口。

有些同志很擔(dān)心，說(shuō)我們買(mǎi)了這么多的芯片，萬(wàn)一哪天人家不賣(mài)給我怎么辦呢？這是不是受制于人等等，對(duì)吧？有這種擔(dān)心很自然，但是如果我們換位思考一下，作為生產(chǎn)供應(yīng)商來(lái)說(shuō)他們會(huì)擔(dān)心什么呢？他們也會(huì)很擔(dān)心。曾經(jīng)有一個(gè)外國(guó)朋友問(wèn)我，他說(shuō)你們買(mǎi)了我們這么多芯片，哪天你們要不買(mǎi)了的話我們?cè)趺崔k？大家會(huì)心地一笑。

這是一個(gè)很有意思的現(xiàn)象，我們怕別人不賣(mài)給我們，人家怕我們不買(mǎi)。所以這種情況下，最好的辦法就是我們自己發(fā)展，我們自己多生產(chǎn)點(diǎn)兒，大家都相安無(wú)事，這才最好。

我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨哪些問(wèn)題？

（1）國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)與需求差距大

其實(shí)芯片產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是非常多的，它是個(gè)龐大的系統(tǒng)工程。我們還是從產(chǎn)品的角度去看，應(yīng)該說(shuō)我們現(xiàn)在的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與我們的需求之間，還是出現(xiàn)了一些失配的現(xiàn)象。

去年一天我早上醒的時(shí)候，有一個(gè)同事打電話給我，說(shuō)網(wǎng)上有一張圖非常地不客觀，講我們很多東西都是0，讓我出來(lái)說(shuō)一說(shuō)。我急急忙忙爬起來(lái)趕快看是什么東西，結(jié)果看到這張圖以后我就笑了，我就跟他說(shuō)，你知道這張圖誰(shuí)做的嗎？我說(shuō)這張圖是我做的，后來(lái)他就不說(shuō)話了。

原因在哪兒呢？他理解的有偏差。這里面大家看到很多0%，這個(gè)0%不是說(shuō)絕對(duì)值的0，是市場(chǎng)占有率。市場(chǎng)占有率講百分比，0.5%以下基本上就可以四舍五入，因?yàn)槟阍谑袌?chǎng)上確實(shí)引不起人家重視，你說(shuō)我一定要去強(qiáng)調(diào)我不是0，其實(shí)沒(méi)有什么意思。

舉個(gè)例子，比如說(shuō)我們?nèi)曛袊?guó)大概要進(jìn)口使用的CPU，可能有大概10億只少不了。假如就算10億只吧，那我們有一個(gè)企業(yè)說(shuō)我生產(chǎn)了100萬(wàn)只，那是很多了，100萬(wàn)只是不得了的事，但是你把100萬(wàn)只跟10個(gè)億去比一比的話，你就知道其實(shí)你是千分之一，只有0.1%，所以我們說(shuō)0.1%的時(shí)候在市場(chǎng)上看不見(jiàn)你。所以我們看這些東西的時(shí)候，不是簡(jiǎn)單地去看一個(gè)絕對(duì)值，我們要看它的相對(duì)值，也就是市場(chǎng)占有率，這是很重要的一個(gè)點(diǎn)。

我們可以看到，無(wú)論是服務(wù)器還是個(gè)人電腦，還是可編程邏輯設(shè)備、數(shù)字信號(hào)處理設(shè)備，以及我們終端當(dāng)中用到的一些IP核也好，還有一些存儲(chǔ)器也好，我們大量的都是0，這就意味著我們的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、我們?cè)O(shè)計(jì)企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)跟我們需求之間還有相當(dāng)大的差距。

那唯一有兩個(gè)點(diǎn)我們看到大于10%甚至15%的，那就是移動(dòng)通信的終端，這個(gè)是我們?cè)趪?guó)際上現(xiàn)在比較強(qiáng)的，占了全球市場(chǎng)大概五分之一。

（2）發(fā)展滯后 投入不夠

我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制造能力和設(shè)計(jì)需求之間失配。我們的制造業(yè)要花很多的錢(qián)，而且發(fā)展也很快，但是還是慢。

我們大陸最先進(jìn)的集成電路制造商，它們?cè)?4納米的時(shí)候，大概今年（2019）的一季度可以投產(chǎn)，而***的臺(tái)積電的，它們的16納米，早在2015年的第四季度就投產(chǎn)。這中間就有三年的差距,這就是我們相對(duì)比人家滯后的地方。

除了我們不夠快之外，還有一個(gè)要命的，就是我們產(chǎn)能不夠。你如果能找到產(chǎn)能，當(dāng)然你就可以賺錢(qián)，但也可能你找不到產(chǎn)能，全球都在搶產(chǎn)能的時(shí)候，你找不到產(chǎn)能怎么辦呢？這時(shí)候就很麻煩，那我們就要虧錢(qián)。

我們說(shuō)集成電路芯片發(fā)展需要投資，要投多少錢(qián)呢？天文數(shù)字！全球在半導(dǎo)體投資上的統(tǒng)計(jì)，我們看到除了少數(shù)的幾個(gè)年份之外，大部分的時(shí)間都在400億美元以上，最近這幾年甚至都在600億美元以上。那條紅線是我們國(guó)家在半導(dǎo)體的投資，它在最底下。

有人說(shuō)我們的投資額是在人家的統(tǒng)計(jì)誤差范圍之內(nèi)，這個(gè)話聽(tīng)了很難聽(tīng)，我們也很難受，為什么我們國(guó)家在這上面不投資呢？我們對(duì)這個(gè)產(chǎn)業(yè)的了解還是有限，我們比較早地作出了一個(gè)錯(cuò)誤的決策或決斷，認(rèn)為中國(guó)的半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)可以通過(guò)市場(chǎng)配置資源來(lái)良性發(fā)展。

這張圖上，紅線這幾年向上翹，翹的過(guò)程好像挺多了。但是大家知道它是需要高強(qiáng)度投資的產(chǎn)業(yè)，無(wú)論是英特爾也好，還是三星也好，臺(tái)積電也好，每年投資大概都在百億美元規(guī)模。我們也到了百億規(guī)模，但是我們投了很多家，你的投資強(qiáng)度也不夠，而且剛剛兩、三年，后面要連續(xù)投很多年才能看出結(jié)果來(lái)。

現(xiàn)在我們說(shuō)集成電路的發(fā)展已經(jīng)成為全中國(guó)人民大概都認(rèn)同的一件事情，所以帶來(lái)了一個(gè)副作用，就是全民大造集成電路。

集成電路并不是一個(gè)能夠遍地開(kāi)花的事情。我曾經(jīng)到了一個(gè)地方，這個(gè)地方領(lǐng)導(dǎo)說(shuō)，我們下決心了，要把集成電路做上去，在我們這里建個(gè)集成電路廠。我就說(shuō)，恐怕不行，你這里沒(méi)錢(qián)。我一說(shuō)沒(méi)錢(qián)呢，人家很不高興，馬上就說(shuō)你怎么知道我沒(méi)錢(qián)？跟旁邊的人說(shuō)，我給你50個(gè)億，你給我把這個(gè)事情做起來(lái)！我就跟他說(shuō)，恐怕后面還要再加個(gè)0。

我給大家舉個(gè)例子，美國(guó)核動(dòng)力航母打擊群，尼米茲級(jí)的，不是現(xiàn)在福特級(jí)的，包含了一艘10萬(wàn)噸級(jí)的核動(dòng)力航母、大概60到70架艦載機(jī)、兩艘導(dǎo)彈巡洋艦、兩艘導(dǎo)彈驅(qū)逐艦、一艘核潛艇，還有補(bǔ)給艦全加起來(lái)150億美元，我們現(xiàn)在建一個(gè)集成電路廠150億美元。所以集成電路廠的建設(shè)，往往是需要巨額投資，而且還不是一次性的投資，這個(gè)壓力很大，這個(gè)不是小錢(qián)。

我們還有一些地方政府也很有意思，上集成電路非常地?zé)嵝?，我能體會(huì)它們對(duì)于地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是傾注了自己全部的心血。它們看到，一旦在他們那兒建立一個(gè)集成電路廠、芯片廠的話，很快會(huì)帶來(lái)就業(yè)，帶來(lái)周邊環(huán)境，周邊的生態(tài)的配套，能帶來(lái)一個(gè)大產(chǎn)業(yè)，但是它們對(duì)于芯片發(fā)展的艱巨性了解是不多的。

曾經(jīng)就有一個(gè)地方，在當(dāng)?shù)貨](méi)有一所大學(xué)有微電子專(zhuān)業(yè)，它們也要上芯片產(chǎn)業(yè)，我說(shuō)那你的人從哪兒來(lái)？他說(shuō)我的人可以從外面“挖”來(lái)，你讓人家從上海坐4個(gè)小時(shí)飛機(jī)飛到你這兒來(lái)，不太現(xiàn)實(shí)吧？第一沒(méi)人，第二沒(méi)錢(qián)，第三沒(méi)技術(shù)，所以集成電路的發(fā)展是需要很多投入的。

（3）芯片產(chǎn)業(yè)鏈要力爭(zhēng)上游

我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展還面臨資源的錯(cuò)配。

目前，我們的芯片制造業(yè)超過(guò)50%的客戶是海外的客戶，我們的封測(cè)大概也有將近一半客戶是海外的客戶，我們是給別人加工。那我們的設(shè)計(jì)業(yè)是最需要資源的，又滿世界去找資源，找加工的資源，原因是我們制造業(yè)和封測(cè)業(yè)的技術(shù)水平，跟我們所需求的還有距離。

我們?cè)瓉?lái)的產(chǎn)業(yè)是以對(duì)外加工為主，大家知道“三來(lái)一補(bǔ)”等等。這種是加工性產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在要變成自主創(chuàng)新為主，你要作產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。中央提出來(lái)要供給側(cè)的結(jié)構(gòu)性改革，其實(shí)對(duì)芯片來(lái)說(shuō)，我們就是面臨這樣一個(gè)改革。

我們?cè)诎l(fā)展過(guò)程當(dāng)中，其實(shí)還面臨著一個(gè)產(chǎn)業(yè)模式的問(wèn)題。

芯片的發(fā)展已經(jīng)有幾十年的歷史，其實(shí)在發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，現(xiàn)在跟以前是有很大差別的。過(guò)去的叫系統(tǒng)廠商模式,就是所有的事情都自己做，后來(lái)說(shuō)不行，集成電路每18個(gè)月產(chǎn)能翻一番，我自己用不了了，出現(xiàn)了所謂叫集成器件制造模式，再往后就出現(xiàn)了所謂叫設(shè)計(jì)代工模式。

這三種商業(yè)模式實(shí)際上帶來(lái)的是不同的結(jié)果。我們從中國(guó)大陸情況看，主要是設(shè)計(jì)代工模式，那這種設(shè)計(jì)代工模式是好還是不好呢？我們不好去評(píng)價(jià)，因?yàn)槭菤v史階段決定的。

實(shí)際上在真正我們的工作當(dāng)中碰到很多問(wèn)題，就是很多地方的政府非常熱衷于建一個(gè)集成電路制造廠，因?yàn)橐粋€(gè)集成電路制造廠要花幾十億美元，動(dòng)不動(dòng)就幾百億人民幣，對(duì)當(dāng)?shù)氐膰?guó)內(nèi)生產(chǎn)總值貢獻(xiàn)是很大的。

但是它往往不去想，一個(gè)像中國(guó)這樣的國(guó)家，總是去做加工這種產(chǎn)業(yè)鏈中下游的事情，那你是不是就把自己框在了一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的中下游位置？所以中央也提出來(lái)我們要?jiǎng)?chuàng)新發(fā)展。創(chuàng)新發(fā)展在哪兒？在上游，所以我們說(shuō)經(jīng)常我們要往上游走。

（4）人才不足

我們的芯片要發(fā)展它的設(shè)計(jì)業(yè)，芯片設(shè)計(jì)是一種高科技，人才就成為一個(gè)重要的制約因素。

碰到的瓶頸在哪兒呢？不僅質(zhì)量難以滿足需求，現(xiàn)在連數(shù)量都難以滿足需求，最直接的效果就是，我們現(xiàn)在整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在互相地挖人。如果你是從事芯片的話，現(xiàn)在跳槽一定可以找到很好的收入，因?yàn)槟銈兊墓べY可以翻番。

我們作過(guò)一個(gè)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)大陸從事芯片設(shè)計(jì)的工程師，平均薪酬已經(jīng)高于***。講實(shí)話，我們能力還不如***的工程師，這就意味著什么呢？我們做出來(lái)的產(chǎn)品沒(méi)有人家好，但是我們的成本比人家高，這個(gè)情況還沒(méi)有緩解，所以我們?nèi)瞬艌F(tuán)隊(duì)的短缺是非?？膳碌摹?/p>

前兩年，我們?cè)谌瞬排囵B(yǎng)上遇到一個(gè)不大不小的麻煩，就是很多的學(xué)生畢業(yè)以后去搞投資，搞金融了，當(dāng)然我自己的學(xué)生也有出去作投資的，去做官員的。

我總是在講，如果這樣的話，你們干嗎要來(lái)學(xué)這么多年的集成電路呢？還是說(shuō)他們對(duì)于芯片的重要性、對(duì)于芯片本身所蘊(yùn)含的這種無(wú)窮的魅力了解得不夠，他僅僅是把它當(dāng)成一門(mén)知識(shí)來(lái)學(xué)了。

當(dāng)你真正深入了解芯片、集成電路它內(nèi)在的東西之后，以及它對(duì)外的這種發(fā)展影響，那你就會(huì)知道，原來(lái)掌握集成電路芯片能夠帶來(lái)這么大的主動(dòng)權(quán)。

需求旺盛、供給不足是我們中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)，這是個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，也是我們下一步作供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的時(shí)候一個(gè)關(guān)注的點(diǎn)。

如果大家今后從事芯片技術(shù)的話，我相信從我今天的講演當(dāng)中，至少可以掌握到幾個(gè)重要的點(diǎn)：

第一個(gè)點(diǎn)，我覺(jué)得芯片的發(fā)展大概不以人的意志為轉(zhuǎn)移，一直走下去，還會(huì)成長(zhǎng)一百年；

第二個(gè)點(diǎn)，芯片的發(fā)展不容易，不是那么簡(jiǎn)單的，需要高額的投入，需要我們長(zhǎng)期堅(jiān)持。一百年不僅僅是一個(gè)數(shù)字、一個(gè)年份，而是說(shuō)長(zhǎng)期堅(jiān)持才會(huì)有結(jié)果。

轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)“中國(guó)經(jīng)濟(jì)大學(xué)堂”