魏少軍：高端芯片替代迫在眉睫 芯片設(shè)計和制造聯(lián)動是破局關(guān)鍵

電子發(fā)燒友原創(chuàng)（文/ 章鷹）9月17日，在23屆中國集成電路制造年會的高峰論壇上，清華大學微電子學研究所所長、中國半導體行業(yè)協(xié)會副理事長魏少軍教授發(fā)表了《產(chǎn)品為中心促進設(shè)計制造聯(lián)動》主題演講。

魏少軍教授指出，2019年，中國集成電路產(chǎn)業(yè)持續(xù)兩位數(shù)增長，全年銷售額達到7591億元人民幣，比上年6532億元增長了16.2%。從全球范圍看，中國集成電路產(chǎn)業(yè)的增長仍然是最高的。

2019年，中國進口集成電路4443億塊，價值3041億美元，比去年下降2.6%，連續(xù)2年進口集成電路超過3000億美元；出口集成電路2185億塊，價值1015億美元，貿(mào)易逆差2026億美元。進口集成電路的單價為：0.68美元/塊，下降9.3%，出口集成電路的單價為：0.46美元/塊，上升17.9%。2019年中國進口集成電路占據(jù)全球銷售的73.8%。比2018年提升7.1個百分點。

魏少軍教授強調(diào)說，中國已經(jīng)成為全球最大的半導體市場。原因是中國已經(jīng)成為全球電子產(chǎn)品生產(chǎn)大國，早在2014年，中國智能手機生產(chǎn)已達全球的84%，2019年已超過90%，PC在當時已占全球80%，現(xiàn)在達到90%，彩電在2014年是66%，現(xiàn)在比例更高，平板電腦在2014年的時候也是82%，大量的電子產(chǎn)品需要用到芯片。

但是，不可忽視的是，中國企業(yè)大量進口半導體芯片，對全球供應(yīng)鏈依賴程度非常高。魏少軍教授在演講中表示，中國對外依賴程度較高的高端芯片主要是國際IDM企業(yè)提供，包括手機芯片處理器、CPU、GPU、FPGA/EPLD、存儲芯片（DRAM、Nand Flash）、核心NPU，圖像處理器和顯示驅(qū)動芯片。中國的IDM廠商正在興起，但業(yè)界同仁應(yīng)該看到IDM實際上是一個純產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展過程，從芯片的設(shè)計、制造、封裝、測試、系統(tǒng)銷售、支持服務(wù)，全球大概80%的芯片產(chǎn)品是由IDM提供，歐美、日韓主要是IDM模式。2014年到2019年，以IDM為主要供應(yīng)商的微處理器/控制器及半導體存儲器從1595億美元增加到2019年的2394.7億美元，增長49.5%。

相比較這些高端芯片，以設(shè)計-代工模式為主生產(chǎn)的芯片進口價值從2014年的582.2億美元增長到2019年的679.6億美元，增長幅度為16.7%。表明中國電子產(chǎn)品高端芯片缺口大，市場需求增長快。

2019年，中國IC設(shè)計業(yè)的產(chǎn)值達到3000多億，中國IC設(shè)計企業(yè)在全球市場中的比重不高，但制造業(yè)進步很快，封測業(yè)的比例也達30%。國際產(chǎn)業(yè)鏈中，外資廠商愿意和中國芯片制造商合作，愿意和封測業(yè)務(wù)合作，但是不愿意在產(chǎn)品上和我們合作，原因就是產(chǎn)品要分立的，中國IC設(shè)計業(yè)相對集中，主要是本土企業(yè)來做。

半導體細分市場上，亮點不少。從事導航芯片研發(fā)的企業(yè)數(shù)量從28家增加到41家，銷售綜合大幅提升了157.4%，通信、計算機、消費類電子產(chǎn)品的芯片增長比較快，芯片出貨量保持了穩(wěn)步增長。

2014年到2019年統(tǒng)計的進口芯片分類情況，過去5年當中進口芯片增加了40.7%，但是以IDM為主要供應(yīng)商的微處理器、存儲器增長了50%左右，而以設(shè)計代工模式為主生產(chǎn)的芯片進口值并沒有增加太多，只增加了17%。反過來說明中國最近幾年進口多的主要還是IDM這種模式生產(chǎn)的產(chǎn)品，IDM模式的芯片企業(yè)正在悄然興起，以長江存儲和合肥長鑫為主的存儲器芯片廠商正在崛起，在未來幾年我們可以看到中國廠商在存儲器上可能會出現(xiàn)比較大的增長，解決中國半導體產(chǎn)業(yè)鏈中產(chǎn)品平衡的問題。

魏少軍教授重點講解了以產(chǎn)品為中心促進設(shè)計和制造聯(lián)動，這種發(fā)展方式是構(gòu)建半導體企業(yè)核心競爭力的有力途徑。兩種不同的技術(shù)模式：一種技術(shù)模式叫FOT，另外一種叫COT，其實采用FOT研發(fā)的芯片就意味著芯片設(shè)計公司全面依賴代工而提供技術(shù)，COT就意味著全面依賴它自身的技術(shù)，

中國設(shè)計企業(yè)99%只會做FOT，只有1%最頂尖的設(shè)計企業(yè)會做COT，為何代工企業(yè)絕大部分是接受的COT，而很少接受FOT，原因在于中國芯片制造企業(yè)很少能提供FOT的全套技術(shù)，或者能夠跟國際上的競爭對手相媲美的FOT技術(shù)，因此這個過程就導致我們現(xiàn)在設(shè)計和制造兩者有點分離。

FOT優(yōu)勢是，目前是客戶眾多，商業(yè)模式比較簡潔，交互也很簡單，不需要設(shè)計公司去介入底層的工藝技術(shù)，研發(fā)周期短，技術(shù)程度高，進入市場快，所以很多的設(shè)計公司愿意用FOT技術(shù)。弊端是，開發(fā)FOT技術(shù)主要面向多數(shù)的用戶，是一個通用的工藝，所以工藝的參數(shù)閾值是比較大的，要把工藝發(fā)揮到極致他做不到，往往它所設(shè)計的產(chǎn)品性能比較低，產(chǎn)品的成本比較高，設(shè)計公司也缺少發(fā)展的主動權(quán)。FOT是代工企業(yè)掌握發(fā)展主動權(quán)，掌握定價權(quán)，這時候設(shè)計公司不滿意也得接受，這就是現(xiàn)實。

COT技術(shù)往往面對的是少數(shù)客戶，商業(yè)模式比較復(fù)雜，交互也復(fù)雜，要求設(shè)計公司深入地了解工藝的底層技術(shù)，研發(fā)周期很長，進入市場時間慢，但是它做好了以后，可以充分地適配各類工藝參數(shù)，能夠?qū)⒐に嚢l(fā)揮到極致，產(chǎn)出的芯片的性能很高。由于芯片設(shè)計公司的主動權(quán)很高，所以產(chǎn)品的成本反而會低，這個過程實際上是兩者之間根據(jù)自己發(fā)展的不同階段所采用的模式。

魏少軍教授分析說：“從芯片產(chǎn)品來看，無論是FOT技術(shù)還是COT技術(shù)，我們都可以看到一個現(xiàn)象，F(xiàn)OT技術(shù)產(chǎn)生了一個進入市場快的現(xiàn)象，而COT技術(shù)產(chǎn)生的競爭力強，這兩個結(jié)果對于企業(yè)最終的影響，目前中國的設(shè)計企業(yè)主要是FOT技術(shù)為主，對于代工企業(yè)的依賴性很強，其實我們需要一個設(shè)計和制造的聯(lián)動，這兩者能夠有機地結(jié)合到一起，讓技術(shù)能夠很好地得到發(fā)展，設(shè)計和制造一定要能夠形成全面的聯(lián)動?！?br />
在最后的總結(jié)里，魏少軍教授對于芯片業(yè)的發(fā)展給出了五點建議：

第一、芯片是支撐數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)，在可以預(yù)見的未來，尚不會出現(xiàn)能夠替代集成電路的其他技術(shù)，即使出現(xiàn)了，也需要數(shù)十年的時間和花費十數(shù)萬億美元才能替代今天的集成電路。

第二、芯片不再是電路小型化技術(shù)，而是技術(shù)創(chuàng)新的高地，芯片已經(jīng)成電子信息技術(shù)的基礎(chǔ)和和核心，新技術(shù)因為芯片而生，老技術(shù)因芯片而亡。摩爾定律將長期有效。

第三、產(chǎn)品是集成電路產(chǎn)業(yè)賴以生存和發(fā)展的核心，不僅設(shè)計業(yè)將注意力100%放在產(chǎn)品上，制造業(yè)、封測業(yè)也應(yīng)該關(guān)注產(chǎn)品，圍繞產(chǎn)品求發(fā)展，只有各方力量都關(guān)注產(chǎn)品為中心，才可能形成中國集成電路產(chǎn)業(yè)的良性循環(huán)。

第四、持續(xù)保持高強度、大規(guī)模的研發(fā)投入。這是美國半導體產(chǎn)業(yè)能夠執(zhí)全球半導體產(chǎn)業(yè)牛耳的核心，值得中國政策制定者和企業(yè)家認真思考和學習。

第五、芯片是大國競爭制高點，芯片技術(shù)和產(chǎn)業(yè)必然成為國家戰(zhàn)略，政策制定者必有堅定的戰(zhàn)略發(fā)展定力，切忌政策搖擺，舉棋不定，避免好不容易縮小的差距再次被拉大。


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