中国工程院院士吴汉明:我国在芯片制造环节的机会

来源:内容来自半导体行业观察(ID:icbank)原创,作者:邱丽婷,谢谢!

半导体行业观察讯,2021年1月16日,中国芯片公司CEO和顶尖投资机构合伙人面对面深度交流的年度高规格盛会——中国芯创年会 | China IC Conference在上海隆重举行,第二届中国芯创年会由摩尔精英主办,云岫资本和芯谋研究协办。在会上,中国工程院院士、浙江大学微纳电子学院院长吴汉明发表了名为《关于我国集成电路芯片制造的思考》的演讲。

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中国工程院院士、浙江大学微纳电子学院院长吴汉明

在会上,吴院士指出,目前是发展半导体产业天时地利人和皆具的时机。最近三个月内,合肥以及上海等城市在发展建议座谈会中,都将集成电路放在了首要发展的位置。

吴院士介绍道,从工艺流程看,集成电路的制造有三个阶段。第一阶段将沙子提炼出来,通过高温变成单晶片;第二阶段,把设计好的成千上万个晶体管做到硅上去,也就是芯片制造的前道工艺,这是整个芯片制造的核心。第三阶段就是后段封装等。在这三个阶段中,第一步成本非常低,相对成本1%左右,第二阶段占了80%。还有封装占大概19%。吴院士表示,从经费投资就能看出,前道工艺的发展和投资强度很大。

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从生态链的角度看,集成电路分为四个部分:材料部分,设计部分,制造部分以及装备部分。吴院士指出,在四个部分中,我国材料与装备还处于相对较弱的阶段。在制造方面,中芯国际作为我国龙头企业,已经在国内技术发展中起到了一定作用。吴院士进一步说到,在芯片制造方面,光刻机是难度最大的一环,但技术的发展并不能仅靠光刻机,其中有很多综合因素。

从整个芯片技术的发展历程来看,近20年来,成功跨越的7个技术中,每一代都有一系列的核心技术需要突破。归纳为三个瓶颈:第一类材料瓶颈,第二类器件架构改变,第三类光刻极限技术被突破,这些突破使得摩尔定律在近20年中可以顺利发展下来,而这些关键突破的很多成果是由基础研究得到的,所以基础研究对产业的支撑很重要。

我国的机遇在哪里?吴院士指出,目前,全球形势变化很快,可以说是百年未有之大变革。

首先,单一的先进的研发工艺将越走越艰难,因此我们必须要有一些特色工艺,包括新的架构等等。

其次,在当前安全不可预测的国际形势下,我国以基本自主可控的装备为主体做出55纳米产品的意义远大于使用全部进口装备做产品。

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再来,摩尔定律趋缓,目前芯片每年性能提升已经趋于饱和,这也给追赶者一个机会,再也不像以前发展那么快了。

再看去年的销售数据,去年全球芯片制造各个技术节点产能的份额,10nm技术节点以下的先进产能只有17%的份额,而市场83%的份额都是在10nm以上的节点,相对成熟的特殊工艺、市场空间、创新空间依然巨大,有很多机会,对我们中国的芯片制造行业是一个机会。

吴院士强调,做技术研发也需要注意一些事情:

首先,做技术研发必须要有产业引领,千万不要把企业做成一个研究性的企业,光有新技术没有产业支撑,这是一个很大的误区。

其次,可以探索一条做集成电路建设新工科这个途径,新引进、考核、晋升体系,产教融合特色的完整体系,开拓新型人才培养途径,发挥与传统工学院不同的国际方法。

还有就是国内的产业链应该有个支撑,为上下游企业(材料、装备、芯片设计,特种工艺芯片)提供成套工艺验证。

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