引子:
半導體晶片,被譽為"現代工業的糧食"。掌握了晶片制造的先進技術,就等于掌握了制高點。而目前,主導全球晶片産業發展的,仍是少數幾家西方科技公司。但是,中國正在迎頭趕上,力求在晶片制造領域實作彎道超車。
突破封鎖,自力更生
近年來,在半導體晶片領域,中國不斷遭遇來自美國等西方國家的技術封鎖和制裁。從華為、紫光到中芯國際,都或多或少受到了一些限制,特别是在先進制程工藝和關鍵裝置上,中國企業的發展遇到了嚴重的瓶頸。
以極紫外光刻機(EUV)為例,這種用于制造7納米及以下先進晶片的核心裝置,長期被荷蘭阿斯麥爾公司(ASML)所壟斷。在美國的巨大壓力下,從今年1月1日起,荷蘭政府停止向中國出口ASML的深紫外浸沒(DUV)光刻機,對于一些被制裁企業,連相對成熟的DUV光刻機都被禁運。
面對重重封鎖,中國沒有氣餒,反而将危機化為動力,下定決心自主創新,争取在關鍵技術領域實作突破。比如,有報道稱,北京的一家國企已在研究一種能大規模生産5納米晶片的自對準四重圖案化(SAQP)技術,以突破EUV瓶頸。
所謂SAQP技術,其實就是一種"硬拆解"工藝。通過将光刻工序分解成多個步驟,在矽基闆上反複刻蝕、沉積,進而大幅提高半導體密度,使晶片的制程從7納米精度更新到5納米甚至更高。
當然,與單一的EUV光刻相比,SAQP技術的工序要複雜得多,耗時耗力也更大。這就是為什麼一些西方專家對SAQP存在偏見的原因。但正因為如此,SAQP才具備了極高的研發價值和前景廣闊的應用空間。一旦這項技術徹底成熟,或許能讓中國在5納米甚至3納米等更高端晶片的批量生産上實作重大突破。
除了SAQP,中國正緻力于發展其他前沿的晶片制造和光刻技術,比如納米印模技術。不同于EUV采用的成像曝光原理,納米印模利用電子束直接在矽基闆上列印電路模闆,可以大幅減少工序,有望獲得更高精度和更高良率。
這些努力,都是為了讓中國掌握核心技術,擺脫被人卡脖子的局面,在晶片制造的賽道上搶占先機。正如很多人所說,任何能"抓住老鼠"的技術,都将是中國半導體産業的"好貓"。
加速自主創新,鼓勵多元發展
要讓中國晶片産業實作自主可控,單憑一家企業或一種技術是很難做到的,需要形成一個多元發展的态勢。這也正是中國半導體産業目前所呈現的大趨勢。
除了技術攻關,中國政府在政策層面上也在為晶片産業的發展創造良好環境。2022年6月,國務院印發《關于進一步稅收等優惠政策扶持內建電路産業和軟體産業發展的通知》,釋放一系列加大财稅支援力度的具體措施,以支援內建電路設計、晶圓制造、封裝測試等關鍵環節發展。
業内人士認為,如此重磅利好政策對于激勵和引導晶片産業發展至關重要。它不僅有利于扶持頭部企業做大做強,推動大陸內建電路産業鍊供需協同、循環發展,更有利于激發中小企業的積極性,培育新的市場主體,形成技術和産品的多元化發展格局。
多元發展的另一個現狀,是大陸內建電路産業中的衆多"獨角獸"企業正逐漸實作産業化,走向規模化發展。據統計,截至2022年,中國已擁有過百家估值過10億美元的內建電路設計企業"獨角獸",這個龐大的隊伍足以與行業巨頭們一決高下。
與此同時,中國也在不斷完善産業配套,助力新興企業的成長。以裝備制造為例,目前大陸在光刻機等核心裝備領域雖然不及國外巨頭,但在刻蝕機、外延材料裝置、化學機械抛光裝置(CMP)等方面已取得突破。這種進步不斷降低了國内整體成本,提升了中國晶片産業的可持續發展能力。
值得一提的是,晶片生态鍊中的基礎軟體和設計工具,也是中國不可忽視的薄弱環節。在雲端電子設計自動化(EDA)工具方面,中國雖有若幹自主供應商,但仍缺乏與國際巨頭們分庭抗禮的具備工業級的雲端EDA平台。随着雲計算和人工智能技術的不斷發展,未來的晶片設計必然離不開強大的雲端EDA工具作為支撐。是以,提升這方面的自主能力同樣刻不容緩,将有利于從源頭上保障中國晶片産業的安全和發展。
人才智力是核心資源
要真正實作半導體産業的自主可控,最重要的還是要有一支龐大的人才和智力隊伍做堅實支撐。在這方面,中國其實已經具備了良好的基礎。據統計,僅2022年,大陸內建電路設計人才規模就已超過100萬人,制造和裝備兩個領域的人才規模合計也達到60餘萬人。經過多年培養,中國已經擁有了一批具備國際水準的晶片設計大師和技術專家。
然而,随着賽道不斷更新,人才需求也将持續增長。高端晶片尤其需要數以萬計的複合型、交叉學科型頂尖人才。業内人士指出,未來,高等學校需要進一步加大晶片相關專業的培養力度,着力培養具有跨學科知識和複合能力的人才;同時,企業也要主動加大人才引進和教育訓練力度,為産業赢得更多高端人力資源。
政産學研用協同則是確定持續創新能力的關鍵。中國正在着力建構和完善以北京、上海、南京、西安、武漢為主要節點的內建電路産業創新中心,通過政産學研協同創新,加速半導體前沿技術的突破和産業化程序。這一模式有望打造中國半導體産業的"矽谷",為創新主體提供強大的協同效應。
行業前景可期,機遇與挑戰并存
展望未來,中國半導體産業無疑是一片充滿希望的藍海。據業内權威機構預測,到2028年,中國将成為全球最大的成熟制程晶片市場,市場占有率将從2022年的31%提升至39%,首次超越其他所有國家和地區。
與此同時,中國在先進制程晶片領域的突破預計也将加速。有分析認為,到2027年,中國在14納米及以下先進制程晶片的自給率,将由目前的16.3%提升至48.8%,進口替代效果将十分顯著。這對于保障國家資訊技術安全和産業安全将是一個裡程碑式的突破。
不過,需要清醒認識到,中國晶片産業的發展之路并非一帆風順。與産業規模相比,特别在中高端晶片領域,中國企業的市場佔有率仍然偏低,離擺脫被卡脖子、被斷供的困境還有相當大的距離。美國及其盟友在關鍵技術和裝置方面的限制也将持續存在,是以必須拿出永不止步的決心和戰略定力。
同時,中國晶片産業在人才、創新能力、産業生态等方面仍存在不足,需要持續發力。隻有在這些核心要素上下足功夫、不斷完善,才能真正确立起行業長盛不衰的根基。
總之,通過政府政策的大力支援、企業自主創新的不懈努力、人才智力的持續聚集、生态體系的逐漸完善,中國晶片産業必将在新的賽道上力争上遊,最終跻身世界先進行列,這是一個需要全社會共同參與的偉大事業。