中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)魏少軍：走出“兩個(gè)在外”怪圈 智慧應(yīng)對(duì)中國(guó)IC多重挑戰(zhàn)

　　《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》正式發(fā)布實(shí)施，在行業(yè)內(nèi)迅速引起了極大的關(guān)注。就目前現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)，中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)仍然存在著極大的發(fā)展壓力，這既表現(xiàn)為與國(guó)際先進(jìn)水平的差距上，也表現(xiàn)為當(dāng)前國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的走向變化對(duì)中國(guó)IC形成的挑戰(zhàn)上。

　　與國(guó)際先進(jìn)水平差距較大

　　我國(guó)設(shè)計(jì)業(yè)水平基本與國(guó)外同步，但很多關(guān)鍵芯片幾乎全部進(jìn)口，工藝技術(shù)進(jìn)步嚴(yán)重滯后。

　　總體來(lái)看，中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)無(wú)論在設(shè)計(jì)、制造還是封裝環(huán)節(jié)等，均與國(guó)際先進(jìn)水平存在著較大差距。

　　根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)集成電路設(shè)計(jì)分會(huì)的統(tǒng)計(jì)，2013年中國(guó)IC設(shè)計(jì)行業(yè)全年收入為874.48億元，約合142億美元，比上年增長(zhǎng)28.51%，占全球集成電路設(shè)計(jì)業(yè)的比重約為16.73%.2013年全年共有124家IC設(shè)計(jì)企業(yè)銷售額超過(guò)1億元，134家企業(yè)銷售額5000萬(wàn)元～1億元，177家企業(yè)銷售額在1000萬(wàn)元～5000萬(wàn)元之間，196家企業(yè)銷售額小于1000萬(wàn)元，贏利企業(yè)409家，不贏利企業(yè)223家，前100名設(shè)計(jì)企業(yè)的平均毛利率為30.59%，前10大設(shè)計(jì)公司的平均毛利率為39.55%.雖然設(shè)計(jì)水平基本上與國(guó)外同步，達(dá)到了28nm，但是很多關(guān)鍵芯片，如桌面、便攜式計(jì)算機(jī)、高性能服務(wù)器、高端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用芯片幾乎全部為進(jìn)口。

　　中國(guó)芯片制造業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，制造業(yè)2013年全年收入達(dá)到600.86億元，略少于100億美元，比上年增長(zhǎng)199.9%.其中本土企業(yè)總收入為266.6億元，占中國(guó)10大芯片制造企業(yè)(含外資)全部收入454.1億元的58.7%，占中國(guó)整個(gè)芯片制造業(yè)收入的44.37%.中國(guó)芯片制造業(yè)現(xiàn)有產(chǎn)能與市場(chǎng)需求方面存在的差距巨大，工藝技術(shù)進(jìn)步嚴(yán)重滯后。在先進(jìn)工藝方面，具備先進(jìn)制造技術(shù)(40nm以下線寬)的僅有中芯國(guó)際1家，技術(shù)水平與國(guó)際先進(jìn)水平相差1.5代。在產(chǎn)能方面，全部12英寸月產(chǎn)能不到5萬(wàn)個(gè)硅圓片。十大制造企業(yè)中的天津中環(huán)、吉林華微以器件制造為主，西安微電子以航天器件和集成電路為主要業(yè)務(wù)。

　　即使是封裝行業(yè)，中國(guó)企業(yè)與國(guó)際先進(jìn)水平依然存在差距。根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)大陸封裝業(yè)2013年全年收入為1098.85億元，約合180億美元，比上年增長(zhǎng)6.1%;其中本土企業(yè)總收入為190.6億元，占中國(guó)10大封裝企業(yè)全部收入442.9億元的43.03%，占整個(gè)封裝業(yè)收入的17.35%.具備先進(jìn)封裝技術(shù)(3維封裝)的僅江蘇新潮科技1家。中國(guó)至今尚無(wú)法制造超過(guò)1200個(gè)以上Bumping引擎的高密度集成電路封裝，技術(shù)水平與國(guó)際上相差5年以上。

　　“兩個(gè)在外”現(xiàn)實(shí)嚴(yán)峻

　　IC設(shè)計(jì)企業(yè)的產(chǎn)品主要在海外加工，制造企業(yè)的主要業(yè)務(wù)也在海外，是產(chǎn)業(yè)面臨的困境。

　　集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，導(dǎo)致了中國(guó)IC行業(yè)的“兩個(gè)在外”嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)，即集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)的產(chǎn)品主要在海外加工;集成電路制造企業(yè)的主要業(yè)務(wù)也在海外。

　　以2013年中國(guó)集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)的總產(chǎn)值142億美元為基數(shù)，以設(shè)計(jì)企業(yè)的毛利率空間30%計(jì)算，可以得出中國(guó)設(shè)計(jì)企業(yè)的產(chǎn)能需求為109億美元，進(jìn)一步假設(shè)企業(yè)的50%的產(chǎn)品可以在大陸代工廠加工，即有54.5億美元。再計(jì)算芯片制造企業(yè)方面，2013年中芯國(guó)際有40%的產(chǎn)能服務(wù)于國(guó)內(nèi)企業(yè)，即約有9億美元;華力約15%的產(chǎn)能用于國(guó)內(nèi)，約3000萬(wàn)美元;華虹約80%的產(chǎn)能用于國(guó)內(nèi)，約4億美元;武漢新芯約30%的產(chǎn)能用于國(guó)內(nèi)，約合4500萬(wàn)美元;華潤(rùn)微電子約90%的產(chǎn)能用于國(guó)內(nèi)，約合5.4億美元。總計(jì)我國(guó)代工制造業(yè)服務(wù)于國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)企業(yè)的產(chǎn)能約為19.15億美元。最后可以算出，我國(guó)芯片設(shè)計(jì)與制造業(yè)兩者間的需求與供給之間存在35.35億美元的差距。

　　導(dǎo)致出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因正是中國(guó)IC行業(yè)自身存在的一系列問題。在IC設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)企業(yè)缺乏工藝知識(shí)，也沒有定制和修改工藝參數(shù)的能力;設(shè)計(jì)企業(yè)對(duì)第三方IP核的依賴程度奇高;設(shè)計(jì)企業(yè)沒有建立內(nèi)部設(shè)計(jì)工具維護(hù)和發(fā)展隊(duì)伍，缺少根據(jù)自己的產(chǎn)品開發(fā)和優(yōu)化設(shè)計(jì)流程的人才和能力;設(shè)計(jì)企業(yè)大多采用通用的ASIC設(shè)計(jì)方法，缺少定制化和COT的設(shè)計(jì)知識(shí)。在IC制造方面，大多數(shù)企業(yè)尚未建立完整的設(shè)計(jì)服務(wù)和支持體系;IP核研發(fā)滯后于工藝的開發(fā)，IP核開發(fā)能力偏弱;工藝研發(fā)往往依托外來(lái)客戶的支撐;對(duì)設(shè)計(jì)方法學(xué)的重視程度不夠。

　　總之，雙方全都存在較大的對(duì)外依賴，兩者相遇，自然出現(xiàn)了“兩個(gè)在外”的情況。這是中國(guó)IC行業(yè)問題的現(xiàn)實(shí)體現(xiàn)。

　　代工制造缺口仍將擴(kuò)大

　　未來(lái)無(wú)論在IC設(shè)計(jì)制造的復(fù)雜度，還是開發(fā)成本上，都對(duì)中國(guó)IC業(yè)形成挑戰(zhàn)。

　　全球半導(dǎo)體行業(yè)目前正在發(fā)生一系列轉(zhuǎn)變，也對(duì)中國(guó)IC行業(yè)形成更多挑戰(zhàn)。首先是制造資源越來(lái)越少。2008年以來(lái)，一批傳統(tǒng)的IDM公司已經(jīng)或?qū)⑼Ｖ菇ㄔO(shè)新的生產(chǎn)線，逐漸轉(zhuǎn)型為集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)，預(yù)計(jì)需要外協(xié)的產(chǎn)能價(jià)值約300億美元，產(chǎn)能需求將十分旺盛。事實(shí)上，從2012年下半年以來(lái)，先進(jìn)工藝的產(chǎn)能已經(jīng)出現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn)象，我國(guó)設(shè)計(jì)企業(yè)受此影響，沒能實(shí)現(xiàn)更高的增長(zhǎng)速度。正是預(yù)見到未來(lái)5至10年產(chǎn)能緊張的前景，三星、臺(tái)積電、Global Foundries等企業(yè)每年投入巨資擴(kuò)產(chǎn)，而我們也預(yù)見到這種情況的發(fā)生，卻沒有能夠采取得力的措施。

　　其次，芯片設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)越來(lái)越大�；�于新一代工藝的量產(chǎn)速度會(huì)放慢，IP核的成熟度和成品率的提升將需要更多的時(shí)間，提升成品率成為代工廠和設(shè)計(jì)公司都要面對(duì)的重大挑戰(zhàn)。隨著工藝的進(jìn)步，這個(gè)問題將變得更嚴(yán)重。芯片設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)必須對(duì)芯片制造過(guò)程有深入的了解，尤其是工藝參數(shù)在制造過(guò)程中的變化，這已經(jīng)成為芯片設(shè)計(jì)工程師不可或缺的知識(shí)，芯片設(shè)計(jì)工程師已經(jīng)不太可能預(yù)測(cè)所設(shè)計(jì)產(chǎn)品在最終生產(chǎn)過(guò)程中可能具有的成品率，許多原來(lái)屬于生產(chǎn)過(guò)程的問題已經(jīng)遷移到設(shè)計(jì)階段，可制造性設(shè)計(jì)(DFM)和面向成品率的設(shè)計(jì)(DFY)已經(jīng)是必不可少的設(shè)計(jì)技術(shù)。

　　再次，性能是產(chǎn)品的核心技術(shù)指標(biāo)，由于功耗的限制，簡(jiǎn)單地提升主頻已不現(xiàn)實(shí)，功耗成為關(guān)鍵指標(biāo)，是否具備低功耗和超低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)和能力將決定產(chǎn)品能否在移動(dòng)設(shè)備中得到應(yīng)用，成本是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的終極方法。

　　最后，先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)的NRE費(fèi)用(一次性工程費(fèi)用)急劇攀升，只有通過(guò)擴(kuò)大銷量才能分?jǐn)偳捌诔杀�。有估�?jì)認(rèn)為，研發(fā)一顆16nm的芯片需要投入15億美元，必須銷售3000萬(wàn)顆才能收回成本。受限于工藝，很難在單個(gè)硅片上集成異質(zhì)器件，封裝將向組裝(Assembly)演進(jìn)，芯片設(shè)計(jì)必須與組裝結(jié)合。

　　總之，未來(lái)無(wú)論在IC設(shè)計(jì)制造的復(fù)雜度，還是開發(fā)成本上，都對(duì)中國(guó)IC業(yè)形成挑戰(zhàn)。如何應(yīng)對(duì)需要從業(yè)者的極大智慧。這里沒有明確的答案，只能提出幾個(gè)需要回答的要點(diǎn)：一是能否解決國(guó)家急需的核心芯片成為產(chǎn)業(yè)界必須首先回答的問題。二是中國(guó)芯片制造業(yè)的發(fā)展一直跟在別人后面亦步亦趨，現(xiàn)在有了改變的條件，需要企業(yè)家的膽識(shí)與勇氣。三是盡快解決“兩個(gè)在外”的困局。四是在移動(dòng)通信芯片領(lǐng)域，擁有28nm之后的產(chǎn)能就擁有競(jìng)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)和主導(dǎo)權(quán)，如何極力爭(zhēng)取突破?五是集成電路發(fā)展基金非常重要，但要集中統(tǒng)籌使用，地方政府正在設(shè)立促進(jìn)集成電路發(fā)展的地方基金，應(yīng)避免“搶項(xiàng)目”，造成該倒閉的企業(yè)不倒閉，企業(yè)價(jià)值虛高，泡沫大量出現(xiàn)。同時(shí)對(duì)基金的管理不僅需要依靠懂行的人，更需要熱愛這個(gè)產(chǎn)業(yè)的“圈內(nèi)人”。