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        中西方集成電路技術(shù)發(fā)展的差異、原因及對(duì)策建議

        2019-11-29 06:01:07吳桉倫
        科技與創(chuàng)新 2019年2期
        關(guān)鍵詞:集成電路芯片差異

        吳桉倫

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        中西方集成電路技術(shù)發(fā)展的差異、原因及對(duì)策建議

        吳桉倫

        (西安北大科技園創(chuàng)新基地,陜西 西安 710061)

        中西方集成電路技術(shù)發(fā)展差異明顯,對(duì)此深入分析了產(chǎn)生差異的原因,并總結(jié)了縮小發(fā)展距離、減少發(fā)展差異的有效措施,目的在于推動(dòng)中國集成電路技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步。

        集成電路技術(shù);芯片;制造中心;生產(chǎn)線

        集成電路的發(fā)展奠定了國民經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ),同時(shí)集成電路技術(shù)產(chǎn)業(yè)作為我國先導(dǎo)性、戰(zhàn)略性發(fā)展代表,是信息技術(shù)與科學(xué)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。我國集成電路技術(shù)起步相對(duì)較晚,20世紀(jì)60年代開始發(fā)展,相較于西方19世紀(jì)40年代便已經(jīng)逐漸發(fā)展成型,中國的集成電路技術(shù)處于發(fā)展弱勢。面對(duì)這種情況,只有積極認(rèn)清存在的差異,準(zhǔn)確尋找出現(xiàn)問題的原因,及時(shí)制訂解決對(duì)策,才能為中國集成電路技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造更多機(jī)遇。

        1 中西方集成電路技術(shù)發(fā)展差異

        1.1 西方集成電路技術(shù)

        集成電路技術(shù)作為全球主流技術(shù),主要設(shè)計(jì)參數(shù)控制在0.25~0.18 μm,并且集成電路技術(shù)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展,覆蓋無線通訊、網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)等行業(yè)。集成電路技術(shù)幫助產(chǎn)品提升利用率,特別是近些年的西方國家,充分利用集成電路資金周轉(zhuǎn)迅速、科學(xué)價(jià)值高等優(yōu)勢,深入挖掘電路技術(shù)的隱藏價(jià)值[1]。西方集成電路生產(chǎn)廠商數(shù)量眾多,設(shè)計(jì)與技術(shù)優(yōu)化等競爭比較激烈,因此相關(guān)的技術(shù)人員與核心技術(shù)也在不斷調(diào)整。集成電路制造技術(shù)應(yīng)用的核心在于光刻、刻蝕技術(shù)等方面。西方集成電路技術(shù)在這方面發(fā)展?jié)u趨成熟,已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)尺寸小于0.18 μm,并且聯(lián)合EUV、MAD等發(fā)明了曝光源印刷技術(shù)。其中,離子注入法為中心不斷完善摻雜技術(shù),光刻技術(shù)應(yīng)用成熟,很多高能量領(lǐng)域更是已經(jīng)開始涉足集成電路技術(shù)。西方集成電路技術(shù)在封裝技術(shù)與材料及設(shè)備技術(shù)方面也比中國更加成熟。封裝技術(shù)不僅能夠起到安裝、固定的作用,還能夠在保護(hù)芯片的基礎(chǔ)上將芯片與電路相連接,實(shí)現(xiàn)集成電路的科學(xué)應(yīng)用。在材料及設(shè)備等方面,集成電路技術(shù)從最初的硅襯底材料擴(kuò)增到微電子器件,并且利用300 mm硅圓片實(shí)現(xiàn)了最新集成電路的制作。

        1.2 中國集成電路技術(shù)

        中國集成電路技術(shù)的發(fā)展水平與西方集成電路技術(shù)發(fā)展水平之間還存在一定差距,尤其是集成電路產(chǎn)品方面,1985年之前,集成電路僅體現(xiàn)在電視機(jī)、錄音機(jī)和廣播等方面。1990年之后,集成電路技術(shù)開始被應(yīng)用于通訊產(chǎn)品,同時(shí)集成電路技術(shù)發(fā)展進(jìn)入到第一個(gè)關(guān)鍵階段,但是我國在該技術(shù)的具體應(yīng)用上,涉及范圍并不是非常廣泛。計(jì)算機(jī)的大范圍應(yīng)用拓寬了集成電路技術(shù)的應(yīng)用范圍,并且也逐漸提高了我國集成電路技術(shù)的發(fā)展水平和地位。

        中國具有廣泛的市場,正因?yàn)槿绱?,我國現(xiàn)在已經(jīng)成為最大的集成電路技術(shù)制造國家之一。近些年,集成電路技術(shù)進(jìn)入到第二個(gè)高速發(fā)展階段,很多集成電路競爭優(yōu)勢不斷顯現(xiàn)出來。據(jù)不完全資料統(tǒng)計(jì),2015—2017年,我國的集成電路技術(shù)應(yīng)用持續(xù)深入,其相關(guān)產(chǎn)品銷售額達(dá)到5 411.3億元,相比之前,每年至少都會(huì)持續(xù)上升30.2%~45.8%.對(duì)比西方發(fā)達(dá)國家,例如英國、美國、德國等,發(fā)展速度還較為緩慢,集成技術(shù)含量相對(duì)較低,企業(yè)在全世界上的競爭優(yōu)勢不大[2]。我國集成電路技術(shù)(芯片)發(fā)展?fàn)顩r具體如表1所示,雖然還處于發(fā)展探索階段,但是不管是銷售還是技術(shù)應(yīng)用都已經(jīng)漸趨成熟。

        表1 我國集成電路技術(shù)(芯片)發(fā)展?fàn)顩r

        芯片制造生產(chǎn)線及圓片尺寸 圓片尺寸芯片生產(chǎn)線/條 2005年2010年2015年 3002614 20091419 15081728 1258914 100141518 合計(jì)416193

        通過表1能夠發(fā)現(xiàn),中國芯片生產(chǎn)線數(shù)量增加迅速,但是結(jié)合實(shí)際情況可以發(fā)現(xiàn),其增加的基礎(chǔ)是依靠外資轉(zhuǎn)移的方式,或者以中西方合作的方式增加,中國境內(nèi)本身企業(yè)單獨(dú)增加較少。從設(shè)計(jì)、封裝測試等生產(chǎn)技術(shù)加以分析,技術(shù)含量還是不高,一直處于集成電路技術(shù)的末端環(huán)節(jié)。

        2017年中國集成電路技術(shù)協(xié)會(huì)對(duì)半導(dǎo)體發(fā)展進(jìn)行統(tǒng)計(jì),最初2013年銷售額為2 508.5億元,2017年上升到5 411.3億元,在五年的時(shí)間里銷售額翻了一倍。同時(shí)在設(shè)計(jì)、制造、封裝三方面銷售額增加了20%.設(shè)計(jì)水平已經(jīng)能夠與國外同步,但是精品芯片卻還需要依靠進(jìn)口,因此在多個(gè)方面與西方繼承電路技術(shù)依然存在發(fā)展差距。

        2 中西方集成電路技術(shù)差異原因

        2.1 產(chǎn)業(yè)技術(shù)與核心技術(shù)不足

        中國與西方集成電路技術(shù)之所以存在明顯的發(fā)展差距,主要因?yàn)槲鞣郊呻娐芳夹g(shù)發(fā)展起步較早,在中國集成電路技術(shù)初步發(fā)展階段,西方集成電路技術(shù)在很多方面已經(jīng)發(fā)展成熟,加上中國產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平相對(duì)低下,很多核心技術(shù)依然需要依賴于西方國家,總體來講,中國與西方集成電路技術(shù)發(fā)展至少相差兩代,發(fā)展水平也落后于國際水平五六年。國內(nèi)集成電路技術(shù)設(shè)計(jì)還停留在0.5 μm,但是西方集成電路技術(shù)已經(jīng)達(dá)到0.25 μm以下。在集成電路封裝方面,國內(nèi)采用雙列直插封裝,但是西方國家已經(jīng)應(yīng)用四邊引線扁平封裝,因此產(chǎn)業(yè)技術(shù)、核心技術(shù)的落后導(dǎo)致中西方集成電路技術(shù)出現(xiàn)明顯差異。

        2.2 中國集成電路產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)問題

        集成電路產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)問題也是造成中西方集成電路技術(shù)差異的原因之一,特別是芯片制造、封裝測試等方面。集成電路技術(shù)作為主要環(huán)節(jié),需要控制好設(shè)計(jì)步驟,做好集成電路技術(shù)上游工作。集成電路技術(shù)產(chǎn)業(yè)作為智力密集型產(chǎn)業(yè),芯片加工受到資金、技術(shù)等影響因素,具有高風(fēng)險(xiǎn)、高投入、高利潤的特點(diǎn)。我國在這方面存在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)問題,因?yàn)榧呻娐芳夹g(shù)應(yīng)用不協(xié)調(diào),加上投入資產(chǎn)相對(duì)較少,所以高端芯片生產(chǎn)還存在很多不足,進(jìn)而導(dǎo)致中西方集成電路發(fā)展差異較大[3]。

        2.3 集成電路發(fā)展創(chuàng)新能力不足

        集成電路作為高新技術(shù),需要很多價(jià)格不菲的軟硬件設(shè)備,雖然政府對(duì)這方面非常重視,同時(shí)投入了大量資金,但是依然不能滿足集成電路技術(shù)的發(fā)展需要。另外,集成電路技術(shù)研究方面的專業(yè)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新力不夠,而且集成電路企業(yè)管理不科學(xué),一直存在散亂、規(guī)模小等問題。在各方壓力下,企業(yè)不得不通過重復(fù)、低水平的開發(fā)來節(jié)省生產(chǎn)成本,維持企業(yè)發(fā)展,這方面問題是提高中國集成電路技術(shù)的突破口。

        3 集成電路技術(shù)發(fā)展對(duì)策

        3.1 優(yōu)化集成電路產(chǎn)業(yè)模式

        提高對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的重視力度,優(yōu)化集成電路產(chǎn)業(yè)模式。在集成電路技術(shù)發(fā)展中,中西方出現(xiàn)較大差異主要是因?yàn)閲鴥?nèi)對(duì)關(guān)鍵技術(shù)重視力度不夠,因此,必須提高對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的重視力度,調(diào)整產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。政府針對(duì)集成電路技術(shù)組建專門的研發(fā)中心,及時(shí)就高性能微處理器、系統(tǒng)芯片等進(jìn)行突破創(chuàng)新,升級(jí)我國的納米技術(shù)與集成電路制造、封裝等技術(shù),從而達(dá)到專業(yè)水平提升的目的;調(diào)整集成電路技術(shù)生產(chǎn)線,提高集成電路產(chǎn)品生產(chǎn)能力,積極改善集成電路產(chǎn)業(yè)經(jīng)營模式,借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),不斷優(yōu)化集成電路企業(yè)發(fā)展模式,并建立更多的集成電路生產(chǎn)線,提高其發(fā)展技術(shù)能力。

        3.2 尋找集成電路發(fā)展突破口

        完善集成電路企業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu),尋找集成電路發(fā)展突破口。中西方集成電路發(fā)展差距的縮小,還需要國內(nèi)集成電路企業(yè)對(duì)內(nèi)部發(fā)展格局進(jìn)行完善,抓住當(dāng)前集成電路技術(shù)發(fā)展的突破口,加大芯片設(shè)計(jì)優(yōu)化力度,集中力量發(fā)展設(shè)計(jì)業(yè)[4]。作為集成電路技術(shù)發(fā)展龍頭,設(shè)計(jì)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整需要從集成電路設(shè)計(jì)園區(qū)展開,組建專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì),積極到西方先進(jìn)公司學(xué)習(xí),結(jié)合國內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)加以改革創(chuàng)新,從而提高集成電路企業(yè)在市場發(fā)展中的競爭性。

        3.3 促進(jìn)政府投資方式改革創(chuàng)新

        拓展集成電路企業(yè)融資渠道,促進(jìn)政府投資方式改革創(chuàng)新。要想促使集成電路技術(shù)發(fā)展與相關(guān)企業(yè)進(jìn)步,縮短與西方先進(jìn)企業(yè)之間的差距,就必須為集成電路技術(shù)發(fā)展做好資金管理保障,提供更多資金支持。政府要改變傳統(tǒng)資金支持手段,結(jié)合集成電路企業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r,為其提供更多長期資金貸款機(jī)會(huì),并通過稅收政策的調(diào)整,幫助集成電路企業(yè)降低稅款成本,提出更多優(yōu)惠政策;制訂詳細(xì)的融資管理機(jī)制,建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)投資管理中心,指導(dǎo)集成電路企業(yè)尋找更適合的發(fā)展融資途徑,并為其推薦優(yōu)秀的融資顧問團(tuán)隊(duì),在尋求國內(nèi)融資渠道的同時(shí),也可以尋找適當(dāng)?shù)膰馊谫Y渠道,發(fā)揮市場多元化優(yōu)勢,與先進(jìn)的集成電路企業(yè)合作,帶動(dòng)國內(nèi)集成電路企業(yè)發(fā)展。

        4 結(jié)束語

        綜上所述,我國起步較晚的集成電路產(chǎn)業(yè)雖然與西方先進(jìn)集成電路技術(shù)發(fā)展還有一定差距,但是正確認(rèn)識(shí)發(fā)展中的差異與距離,結(jié)合國內(nèi)集成電路技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,準(zhǔn)確抓住發(fā)展核心,制訂行之有效的發(fā)展策略,并加大政府對(duì)集成電路技術(shù)研究的重視力度,為企業(yè)解決資金不足問題,就能奠定國內(nèi)集成電路技術(shù)發(fā)展前進(jìn)的基礎(chǔ)。

        [1]陳文馨,衛(wèi)平.中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展與貿(mào)易中的問題及提升對(duì)策[J].對(duì)外經(jīng)貿(mào)實(shí)務(wù),2017(11):21-24.

        [2]李鵬飛.我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問題及對(duì)策建議[J].發(fā)展研究,2017(12):71-74.

        [3]韋曉月.我國集成電路發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)策分析[J].電子制作,2013(16):263.

        [4]孫加興,衣豐濤.中國集成電路IP技術(shù)及市場發(fā)展現(xiàn)狀分析[J].電子產(chǎn)品世界,2009,16(9):3-4.

        2095-6835(2019)02-0080-02

        F426.63

        A

        10.15913/j.cnki.kjycx.2019.02.080

        〔編輯:王霞〕

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