Research on the Path of Standardization Supporting the Semiconductor Industrial Chain to Solve the Bottlenecks

—Analysis and Thinking Based on the Development and Revision of NationalStandards

YU YadiJIA Yuanyuan ZHANG Yurun DU Yongsheng GAO Yanling LIU Huanchen LI Qiuyan*

（NationalCenterofStandardsEvaluation，SAMR）

Abstract：[Objective]The paper aims to study theroleof standardization in thedevelopment of the semiconductor industry chainand promote the high-qualitydevelopmentofthe semiconductorindustrychain.[Methods]Taking thedevelopmentand revisionofrelevant national standards inthesemiconductorfeldas the startingpoint，the mainaspects of standardization intheconstructionanddevelopmentofthesemiconductor industrychainareanalyzed.[Results]Themainchalenges and countermeasures facedbystandardization work in this feldare summarized，providing pathreference forhow tosolve the botleneck problemsof the semiconductor industrychain through standardization.[Conclusion] Standardization playsan importantrole inimproving theresilience andsecuritylevelofthe industrialchainin theprocess ofreconstructing the global semiconductor industry pattern.

Keywords：semiconductor;industrial chain;standardization

0 引言

習近平總書記在《國家中長期經濟社會發(fā)展戰(zhàn)略若干重大問題》文章中指出：“產業(yè)鏈、供應鏈在關鍵時刻不能掉鏈子，這是大國經濟必須具備的重要特征?！碑斍?，新一輪科技革命和產業(yè)變革蓬勃興起，全球半導體產業(yè)鏈加速重構，確保關鍵核心技術自主可控，是世界百年未有之大變局下實現(xiàn)科技自立自強亟待解決的重要問題[2-3]?！秶覙藴驶l(fā)展綱要》要求：“加強核心基礎零部件（元器件）、先進基礎工藝、關鍵基礎材料與產業(yè)技術基礎標準建設，加大基礎通用標準研制應用力度?！辈⒅赋觥皩嵤藴驶χ攸c產業(yè)穩(wěn)鏈工程，促進產業(yè)鏈上下游標準有效銜接，提升產業(yè)鏈供應鏈現(xiàn)代化水平?！蓖ㄟ^標準化提升半導體產業(yè)鏈韌性和安全水平，既是落實《國家標準化發(fā)展綱要》的重要舉措，也是推動標準化工作高質量發(fā)展的創(chuàng)新探索。

1 國家標準制定與實施情況

1.1總體情況

半導體產業(yè)鏈條長、結構復雜，涉及原材料、器件、電路、傳感、裝備、光伏等多個領域。我國建立了全國印制電路標準化技術委員會（TC47）、全國半導體器件標準化技術委員會（TC78）、全國半導體設備和材料標準化技術委員會（TC203）等多個全國性標準化技術組織。特別是在2022年11月，成立了全國集成電路標準化技術委員會（TC599），專門負責集成電路設備、半導體集成電路、膜集成和混合膜集成電路、微波集成電路、電路模塊、集成電路芯片及知識產權模塊（IP核）、集成電路微電子機械系統(tǒng)（MEMS）等產品的設計、生產和應用等方面的標準化工作，為我國半導體產業(yè)標準化發(fā)展提供了堅實的技術組織保障。

半導體是國家標準研制的重點領域。根據(jù)全國標準信息公共服務平臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計，截至2025年3月底，共研制相關國家標準1011項，覆蓋了半導體設計、生產、封裝、應用等多個領域，形成了較為完備的國家標準體系。在與國際標準一致性程度方面（如圖1所示），353項標準采用國際標準，占35% ，主要集中在產業(yè)鏈上游和中游的基礎標準領域；658項標準為自主制定，占 65% ，主要集中在產業(yè)鏈下游的應用領域。在標準功能類型方面（如圖2所示），規(guī)范標準709項，占 70% ，主要為半導體領域相關器件、電路、傳感器等提供技術要求和證實方法；試驗標準231項，占 23% ，主要是為半導體的設計、制造等提供測試依據(jù)。

圖1與國際標準一致性情況

圖2標準功能類型情況

1.2主要作用體現(xiàn)

1.2.1支撐新興環(huán)節(jié)建鏈

以碳化硅、氮化鎵等為代表的第三代半導體材料，具有功耗低、體積小、抗高溫、耐高壓等優(yōu)[4]良特性，是引領半導體產業(yè)未來發(fā)展的新賽道\"。

在其新產業(yè)鏈建設過程中，標準發(fā)揮了促進科研、生產、分配、消費等環(huán)節(jié)有序協(xié)同、要素流通的重要作用。例如，圍繞第三代半導體材料的加工、檢測、交付等需求，全國半導體設備和材料標準化技術委員會在國家標準體系優(yōu)化過程中，制定了多項解決“卡脖子”問題的國家標準，有效促進了技術攻關和產業(yè)應用的聯(lián)動融通，受到了一致好評。

1.2.2保障短板環(huán)節(jié)補鏈

半導體生產包含設計、生產、封裝測試、設備制造、材料研發(fā)等多個環(huán)節(jié)。標準是解決材料和設備的系列化不足、工藝體系化弱、質量控制不牢固等問題的重要手段，是補齊產業(yè)鏈短板、實現(xiàn)自主可控的技術保障。例如，電子特種氣體是集成電路、器件等制造過程中不可或缺的重要材料，在刻蝕、沉積、擴散等工藝過程廣泛應用，被稱為半導體制造的“血液”，長期以來被美、日、德等國的公司壟斷。針對半導體工業(yè)“缺氣”短板，圍繞六氯乙硅烷、一氧化氮等大宗氣體研制國家標準，有效補齊了半導體產業(yè)鏈在電子特種氣體產品質量、實驗測試、安全管理、充裝等方面的技術短板，形成了具有自主知識產權的技術體系。

1.2.3引領優(yōu)勢環(huán)節(jié)延鏈

近年來，我國在半導體產業(yè)的自主研發(fā)能力快速增強，部分領域已實現(xiàn)進口產品替代5，形成了較強的產業(yè)優(yōu)勢。在此過程中，標準的研制和實施有效促進了產業(yè)鏈上下游供給和需求的技術對接，提升了整體競爭力和實力。例如，半導體分立器件作為電力電子領域的基礎產品和核心器件，相關標準化技術組織圍繞重點器件產品質量及抗擾度測量、三維封裝、應力遷移測試等技術要求發(fā)力，組織業(yè)內相關單位共研制和實施國家標準，有效促進了消費電子、儀器儀表、自動控制、網(wǎng)絡通信等眾多領域企業(yè)的協(xié)同合作，實現(xiàn)了產業(yè)鏈的快速拓展與延伸。

1.2.4賦能重點環(huán)節(jié)強鏈

一些相關企業(yè)和技術機構認為，雖然我國在先進芯片制造方面與美國等西方發(fā)達國家還存在較大差距，但只要我國實現(xiàn) 14nm，28nm 芯片的自給自足，就能滿足我國市場約 80% 的芯片需求[6]，這是當前我國半導體產業(yè)鏈的重點環(huán)節(jié)，通過技術標準來鞏固和提升產品、技術的可靠性與穩(wěn)定性受到格外重視。例如，電子化學品廣泛用于集成電路的清洗、光刻、刻蝕、顯影、互聯(lián)等工藝，對成品率、電性能及可靠性影響十分重要，其要求主體成分純度極高，圍繞用量較大的電子化學品研制國家標準，重點解決了芯片制造過程中電子化學品的自給自足問題，提高了產業(yè)鏈安全穩(wěn)定水平。

2 主要挑戰(zhàn)

研究發(fā)現(xiàn)，要充分發(fā)揮標準化支撐半導體產業(yè)發(fā)展的積極作用，還面臨一些挑戰(zhàn)。

2.1存在標準斷鏈風險

與我國快速發(fā)展的半導體產業(yè)鏈相比，與產業(yè)鏈相配套的產品標準、設計標準、工藝標準、試驗標準、材料標準、工裝標準、零部件標準、管理標準如何在產業(yè)鏈更新迭代、拓展延伸中協(xié)同發(fā)揮作用的機理模式還不清晰，沒有形成一條完整、循環(huán)、互動的標準鏈。半導體產業(yè)鏈條長、專業(yè)范圍廣，直接相關的全國、行業(yè)、團體專業(yè)標準化技術組織數(shù)量較多，工作協(xié)同效應尚未形成，各標準化技術組織在標準體系規(guī)劃時相對獨立和封閉，導致不同領域標準體系不能銜接，在跨界融合標準制定時，個別標準化技術組織的“搶地盤”意識嚴重增大了協(xié)調難度，常導致一些重要標準“難產”

2.2標準供給質量函需提升

標準供給質量是決定標準化效益能否充分發(fā)揮的重要基礎。一方面表現(xiàn)為標準供給慢，與業(yè)內對標準的需求效率相比還存在一定差距，既因為標準起草過程中需要大量的實驗驗證以確保標準的科學性，也因為個別行業(yè)主管部門審批環(huán)節(jié)過多、周期過長，在標準報批后滯留在審批環(huán)節(jié)未能推動。另一方面表現(xiàn)為標準供給不足，我國半導體產業(yè)基礎能力相對較弱、成熟度低、標準基礎研究能力不足、人力物力投入有限。有的標準化組織受經費等因素掣肘，人才流動較為頻繁，標準化技術傳承難以為繼，加重了行業(yè)的“標準荒”，產業(yè)急需的工藝化學品、封裝材料、微光刻材料、雜質檢測等重要標準還存在大量空白。此外，在與國際標準一致性方面，雖然部分領域國家標準采標率較高但與最新版國際標準的一致性程度差距較大，難以有效滿足技術導入市場的迫切需求。

2.3標準國際化難度加大

國際標準的競爭是國際競爭的高級形式，將自主知識產權融入國際標準是維護產業(yè)鏈安全穩(wěn)定的重要手段。美歐日韓等主要經濟體紛紛通過法案，給本地半導體行業(yè)提供政策和資金支持，提升研發(fā)和生產能力，并大力推動將本國標準轉化為國際標準，爭奪國際標準化活動中的領導權和發(fā)言權。美國《芯片與科學法》生效后，其國家標準和技術研究院在50億美元的基準線之上額外得到了50億美元的資助，用于支持其在半導體、人工智能、先進通信技術等方面的標準研究和國際標準化活動[7-8，其對我國實行技術封鎖、產品封鎖再疊加標準封鎖的遏制格局基本成形，我國被排除在半導體產業(yè)鏈高端國際標準制定外的風險正逐漸加大。

3 對策建議

充分發(fā)揮標準化在支撐半導體產業(yè)鏈高質量發(fā)展中的重要作用是一項系統(tǒng)工程，需要強化頂層設計，做好統(tǒng)籌布局。

3.1強化標準化工作協(xié)同

針對半導體產業(yè)鏈長、技術融合深、涉及標準化技術組織多的特點，組織業(yè)內標準化技術組織、科研院所、協(xié)會團體、骨干企業(yè)等建立標準化總體組，負責統(tǒng)籌開展半導體領域國際和國內標準化工作，進一步提升標準供給質量；充分發(fā)揮領域專家的技術支持和業(yè)務指導作用，針對半導體設計、制造、封裝、測試等重點環(huán)節(jié)成立專家工作組，專門負責為半導體標準體系建設、發(fā)展規(guī)劃等提供決策建議，同時根據(jù)實際需要參與重要標準研制、技術驗證等工作。

3.2健全半導體產業(yè)鏈標準體系

圍繞半導體產業(yè)鏈重點技術領域、應用方向，組織相關標準化技術組織以標準化協(xié)同發(fā)展為目標，對標準體系進行優(yōu)化、重構，對現(xiàn)行標準進行復審、整合、調整，并對標準未來的技術發(fā)展方向、標準項目需求進行預測分析。在標準制修訂過程中強化頂層設計和信息共享，解決標準間不協(xié)調、不兼容的問題，實現(xiàn)關聯(lián)領域標準體系相互兼容、相互銜接，打造適應半導體產業(yè)鏈高質量發(fā)展和國際競爭需要的“標準鏈”。

3.3建立重要標準研制的新機制

習近平總書記多次強調：“可以探索搞揭榜掛帥，把需要的關鍵核心技術項目張出榜來，英雄不論出處，誰有本事誰就揭榜”9]。圍繞半導體領域標準交叉融合發(fā)展、標準國際化等方面的短板弱項，開展核心技術標準的揭榜掛帥攻關試點，破解交叉融合領域標準質量不高、協(xié)調難度大等問題，促進標準化技術組織提升工作和科研能力；探索以“賽馬制”激發(fā)標準研制的創(chuàng)造性，如在晶圓生長、薄膜沉積、光刻、蝕刻、摻雜等關鍵技術標準研制方面選擇2個以上優(yōu)質主體開展并行攻關，加速先進技術轉化為標準的步伐，積極推動相關標準實施應用。

3.4加大對標準化基礎研究的支持力度

標準的公益性強，半導體相關標準研制過程中的實驗驗證投入也比較大，而相關投入在短期難以看到明顯的經濟收益，需要在科研經費分配、獎勵設置、政策制定等方面向導電、磁阻特性、光學、熱電、壓阻效應等半導體標準化基礎研究予以適當傾斜，進一步激發(fā)相關企業(yè)、科研機構等在半導體領域加強重要標準研制、注重標準化基礎研究、參與國際標準化活動的積極性，筑牢半導體標準化技術底座。

3.5加強標準化專業(yè)人才培養(yǎng)

針對半導體產業(yè)標準化需求多樣性特點，構建涵蓋標準研制與實施、標準化管理、國際標準化等多層次的人才培養(yǎng)模式，在半導體設備、軟件、平臺、服務等方面探索培養(yǎng)一批半導體標準化領軍人才，促進標準化人才體系相互融通。完善標準化領域職業(yè)技能培訓和水平評價機制，圍繞半導體產業(yè)鏈標準化專業(yè)能力較為薄弱的環(huán)節(jié)，進一步提高標準化從業(yè)人員的職業(yè)技能水平，夯實科研人員標準化專業(yè)基礎。

3.6積極促進標準實施應用

積極推動在半導體產業(yè)政策制定時引用標準，通過標準的實施支撐產業(yè)管理和質量監(jiān)管，綜合運用認證認可、監(jiān)督抽查、市場準入、行業(yè)采信等手段，推動重要標準的推廣應用。圍繞集成電路、消費電子、光伏、照明、電源轉換等重要領域應用成體系開展標準實施效果評估，健全標準實施信息反饋機制和渠道，及時掌握標準實施范圍、效益和存在的不足，快速更新不適用的標準技術內容。

3.7加快標準國際化工作步伐

圍繞我國半導體產業(yè)戰(zhàn)略布局和需求，支持科研機構開展國際標準化相關理論、方法、規(guī)則研究，積極參與相關國際組織的標準化工作，提升我國在該領域國際標準化發(fā)展的影響力。積極跟蹤國際標準制修訂動態(tài)，同時根據(jù)我國技術和產業(yè)實際需求，加大國際標準轉化力度，進一步提升我國標準與國際標準一致性程度。積極承擔業(yè)內具有較大影響力的國際組織相關標準化活動、技術機構職務、秘書處等工作，支撐我國具有產業(yè)優(yōu)勢、技術特色的技術標準轉化為國際標準。

4結語

展望未來，半導體仍會是國際競爭的熱點領域，主要經濟體會在該領域標準化工作中持續(xù)發(fā)力，爭奪技術、標準的制高點。做好半導體領域標準化工作是一項系統(tǒng)工程，需要強化頂層規(guī)劃和多方面的統(tǒng)籌協(xié)調，在標準制定、實施方面加強引導，還需要注意與計量、認證認可、檢驗檢測的工作協(xié)同，全面提升標準化工作效能，從而更好發(fā)揮標準實施效益，支撐產業(yè)高質量發(fā)展。

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