《電子技術(shù)應(yīng)用》
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芯片大實(shí)話

2020-09-23
來源:芯路芯語
關(guān)鍵詞: 集成電路 芯片

 “集成電路并不是一個(gè)能夠遍地開花的事情,。我曾經(jīng)到了一個(gè)地方,,這個(gè)地方領(lǐng)導(dǎo)說,我們下決心了,,要把集成電路做上去,,在我們這里建個(gè)集成電路廠,。我就說,恐怕不行,,你這里沒錢,。我一說沒錢呢,人家很不高興,,馬上就說你怎么知道我沒錢,?跟旁邊的人說,我給你50個(gè)億,,你給我把這個(gè)事情做起來,!我就跟他說,恐怕后面還要再加個(gè)0,?!?/p>

  “有些同志很擔(dān)心,說我們買了這么多的芯片,,萬一哪天人家不賣給我怎么辦呢,?這是不是受制于人等等,對(duì)吧,?有這種擔(dān)心很自然,,但是如果我們換位思考一下,作為生產(chǎn)供應(yīng)商來說他們會(huì)擔(dān)心什么呢,?他們也會(huì)很擔(dān)心,。曾經(jīng)有一個(gè)外國(guó)朋友問我,,他說你們買了我們這么多芯片,哪天你們要不買了的話我們?cè)趺崔k,?大家會(huì)心地一笑,。”

  直擊我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)當(dāng)前的“痛點(diǎn)”,,探索芯片產(chǎn)業(yè)突破性高質(zhì)量發(fā)展之路,,重量級(jí)專家魏少軍為您深度解讀《高質(zhì)量發(fā)展如何從“芯”突破,?》,。

  誰締造了芯片奇跡?

  集成電路是一種芯片,,我們天天都在用,,比如說家庭當(dāng)中用到的集成電路有三百塊之多。我們?cè)谧约杭依镄抟恍╇娖鞯臅r(shí)候,,你可以看見有很多黑黑的方塊,,這些黑黑的方塊是什么?就是我們說的集成電路和芯片,。

  這里面有大量的集成電路的基本元件,,叫晶體管,可能有幾十億支甚至上百億支,。晶體管的原理非常簡(jiǎn)單,,但是真正要把這樣的晶體管發(fā)明出來,人類還是經(jīng)過了非常長(zhǎng)時(shí)間的探索,。

  我們知道,,世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)是1945年在美國(guó)的賓夕法尼亞大學(xué)發(fā)明的,我們用的是所謂的電子管,,大概直徑在兩公分左右,,高度有個(gè)五、六公分,,通上電以后它會(huì)發(fā)亮,,像個(gè)燈泡似的。

  這樣的電子計(jì)算機(jī)用了17500支電子管,,很多,,但這個(gè)電子管的可靠性非常差,六分多鐘就燒壞一支,,一旦燒壞了怎么辦呢,?就得去換。

  換的時(shí)候,,計(jì)算機(jī)的機(jī)房里的一些女士就要跑去把電關(guān)了,,換一支電子管,,再重新開機(jī)。這樣的一個(gè)計(jì)算機(jī)使用效率是非常低的,,因此我們迫切的需要能找到一種能代替電子管的元器件,。

  1947年在美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室,有三位科學(xué)家就發(fā)明了后來我們稱之為晶體管的這種新的元器件,,這三位科學(xué)家一個(gè)叫肖克利,,一個(gè)叫巴丁,還有一個(gè)叫布萊坦,,這三位科學(xué)家在1956年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),。

  這個(gè)晶體管發(fā)明以后,我們看到它比起我們所熟知的電子管要小了很多,,比一個(gè)黃豆還小,,甚至像一個(gè)芝麻粒一樣,可靠性非常高,,而且它反應(yīng)速度很快,。

  在1954年,美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室用800支晶體管組建了世界上第一臺(tái)晶體管的計(jì)算機(jī),,這臺(tái)計(jì)算機(jī)是給B—52重型轟炸機(jī)用的,,它耗電量只有100瓦,最重要它的運(yùn)算速度非???,達(dá)到每秒鐘100萬次。

  晶體管非常好,,但是大家還在想,,我是不是能把晶體管做得更小,?為什么呢,?你用這么多晶體管,它還是有焊點(diǎn),,焊點(diǎn)會(huì)虛焊,,有了虛焊以后可靠性變差,那么我們是不是可以找到可靠性更好的東西呢,?所以后面我們就出現(xiàn)了集成電路,,也就是今天我們要講的芯片。

  1958年9月12日,,由當(dāng)時(shí)在美國(guó)德州儀器公司的一個(gè)青年工程師,,他叫杰克·基爾比,發(fā)明了集成電路的理論模型,。

  1959年,,當(dāng)時(shí)在仙童公司工作的一個(gè)叫鮑勃·諾伊斯的人,,也是后來英特爾公司創(chuàng)始人,他就發(fā)明了今天我們都在用的集成電路的制造方法——掩膜版曝光刻蝕技術(shù),。

  所以我們今天講來講去,,其實(shí)我們用的技術(shù)是六十年前發(fā)明的技術(shù),只是我們今天不斷地在規(guī)模上,、精度上變小而已,,這兩位科學(xué)家發(fā)明的集成電路對(duì)人類的影響是非常巨大的。

  在集成電路發(fā)明了42年以后,, 杰克﹒基爾比獲得了2000年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),,非常可惜的是鮑勃﹒諾伊斯那個(gè)時(shí)候已經(jīng)過世了,,所以他沒有得到諾貝爾獎(jiǎng),。

  1962年,,當(dāng)時(shí)國(guó)際商用機(jī)器公司,,也就是IBM,開始用集成電路來制造計(jì)算機(jī),,1964年在全球發(fā)布了一個(gè)系列6臺(tái)計(jì)算機(jī),,起名叫做IBM360,功能極其強(qiáng)大,,完成科學(xué)計(jì)算,、事務(wù)處理等各種各樣的內(nèi)容。

  又過了幾年,,英特爾公司有一位年輕的科學(xué)家,,這個(gè)科學(xué)家叫泰德·霍夫,他設(shè)計(jì)了世界上第一款微處理器,,就叫英特爾4004,。

  這個(gè)微處理器剛開始出生的時(shí)候,身世沒有那么高大上,,是給計(jì)算器用的,,是一家日本公司去找英特爾公司,讓英特爾公司幫忙設(shè)計(jì)一個(gè)芯片,。

  所以英特爾公司它們玩命去干,,最后設(shè)計(jì)給了一家叫必思康的日本公司,做計(jì)算器,。

  1981年的時(shí)候,,也就是十年之后,IBM組織了一個(gè)團(tuán)隊(duì),,跑到佛羅里達(dá)去開發(fā)了一個(gè)到今天影響全世界,、全人類的重大產(chǎn)品,,就是個(gè)人電腦,后來我們稱為叫PC,。當(dāng)時(shí)用的是英特爾的8088微處理器,,其實(shí)它的速度很慢,但是在當(dāng)時(shí)是非常了不起的,。

  所以,,集成電路和芯片的進(jìn)步,不斷地從原來的政府應(yīng)用到民間的應(yīng)用,,比如我們從軍事應(yīng)用到一般的民用,,而且從一般的、常規(guī)的市場(chǎng)商業(yè)應(yīng)用換成老百姓家里,。

  芯片領(lǐng)域有一個(gè)著名的摩爾定律,。其大致內(nèi)容為:

  當(dāng)價(jià)格不變時(shí),集成電路上可容納的元器件的數(shù)目,,約每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍,,性能也將提升40%。

  半個(gè)多世紀(jì)以來,,芯片制造工藝水平的演進(jìn)不斷驗(yàn)證著這一定律,,持續(xù)推進(jìn)的速度不斷帶動(dòng)信息技術(shù)的飛速發(fā)展。

  現(xiàn)階段芯片技術(shù)發(fā)展到了什么水平,?未來的發(fā)展是否會(huì)遇到極限呢,?摩爾定律還能繼續(xù)有效嗎?芯片產(chǎn)業(yè)的奇跡還能延續(xù)多少年,?

  芯片技術(shù)有多神奇,?

  今天的芯片技術(shù)到底有多神奇?它不斷地在微縮,,不斷地在縮小,。縮小到什么程度呢,?我們現(xiàn)在已經(jīng)做到了7納米,,估計(jì)明年、后年就到了5納米,。

  大家說納米是什么意思,?對(duì)納米沒感覺。確實(shí)沒感覺,,舉個(gè)例子,,大家可以想像一下有多小。我們看見過我們自己的紅血球嗎,?肯定沒看過,,但是大家知道我們的一滴血是紅色的,,因?yàn)榧t血球是紅色,映出來血液是紅的,。

  紅血球的直徑有多大呢,?紅血球的直徑是8微米,就是8000納米,。按照我們今天的技術(shù),,比如說14納米工藝制造的芯片,大概是40個(gè)納米大小,,因此我們可以在一個(gè)紅血球的直徑上放200支晶體管,。

  所以大家可以想,這么精密的東西,,正是因?yàn)樗@么小,,所以我們能夠把大量的東西集成在單個(gè)的芯片上去。

  大家一定會(huì)問一個(gè)問題,,如果按照我們現(xiàn)在的走法,,走到5納米,再往下走到3納米,,能不能再走下去呢,?我們認(rèn)為可能某一種特定技術(shù)走到一定的時(shí)候,它就會(huì)停下來,,但是并不代表著新技術(shù)不會(huì)出現(xiàn)。前兩年德國(guó)科學(xué)家就發(fā)明了一種稱其為分子級(jí)晶體管的新的器件,。

  未來的發(fā)展,,可能我們的手機(jī)會(huì)變得越來越小,小到了我們今天不可想象的地步,。當(dāng)然這個(gè)小不是說體積變小,,是手機(jī)芯片的尺寸變小,功能變得越來越大,。

  但是任何技術(shù)都有它的極限,,不可能沒有極限,那從芯片角度來說它有哪幾個(gè)極限呢,?一個(gè)就是物理的極限,,它尺寸太小了,其實(shí)還有功耗的極限,。舉個(gè)例子,,我們家里都有電熨斗,電熨斗的功率密度每平方厘米5瓦,。5瓦很小,,但是很燙手,,我們絕對(duì)不敢拿手去直接碰它。

  但是集成電路芯片呢,?一般的芯片都在每平方厘米幾十瓦,,所以我們看到的芯片上往往要背一個(gè)散熱器,上面還有一個(gè)風(fēng)扇,。

  當(dāng)我們功率密度達(dá)到每平方厘米100瓦以上的時(shí)候,,風(fēng)已經(jīng)不行了,要換成水冷,。超級(jí)計(jì)算機(jī)當(dāng)中要通水,,這邊涼水進(jìn)去那邊就變成溫水出來。

  這樣的一種熱的耗電,,這種熱效應(yīng)是非常非常厲害的,,如果不加控制,到2005年前后,,我們芯片的溫度已經(jīng)達(dá)到了核反應(yīng)堆的溫度,,到2010的時(shí)候大概已經(jīng)可以達(dá)到太陽表面的溫度了,那么這么熱的東西可能用嗎,?不可能用,。

  因此人們想了一個(gè)辦法,我們要想辦法把這功耗降下來,,把原來的單核變成雙核,。

  后來延伸到手機(jī),就出現(xiàn)了一個(gè)特別有意思的現(xiàn)象,,大家去買手機(jī)的時(shí)候售貨員跟你說,,買這個(gè)手機(jī)吧,這個(gè)手機(jī)是4核的,,4核的功能強(qiáng)大,,比那個(gè)好。

  另外一個(gè)人跟你說,,別買那4核的,,我這兒有8核的,8核的比4核好,。什么意思呀,?實(shí)際上他們對(duì)這個(gè)問題不理解,是因?yàn)槲覀冏霾怀蓡魏?,我們把它做成雙核,,做成4核、8核。

  從可編程性來說,,單核是最好的,,但是如果要達(dá)到四個(gè)核要跑的功率的話,單核的功耗要做得很高,,太熱了,。

  熱了怎么辦呢?我只好把它拆開,,實(shí)際上是以系統(tǒng)的復(fù)雜性為代價(jià)來解決我們的功耗問題,。所以,功耗問題成為制約我們發(fā)展的非常重要的一個(gè)麻煩,。

  第二個(gè)就是工藝的難度非常非常大,。

  集成電路制造過程當(dāng)中,它的掩膜的層數(shù)實(shí)際上在不斷地變化,,從65納米的40層,,到7納米的時(shí)候,到了85層,。

  這么多層,,每層跑一天的話,要80幾天才能跑完,,對(duì)吧,?所以我們現(xiàn)在芯片的制造要花費(fèi)很長(zhǎng)很長(zhǎng)的時(shí)間,都不是短期內(nèi)能做成的,,萬一有一個(gè)閃失,,這個(gè)芯片可能就報(bào)廢掉了,所以它的工藝復(fù)雜程度非常得高,。

  第三個(gè)我們看到就是它的設(shè)計(jì)復(fù)雜度很高,。

  那么正是因?yàn)橛腥绱硕嗟木w管放在一顆芯片上,它的通用性變得越來越差,,所以出現(xiàn)了所謂叫“高端通用芯片”,要去尋找更通用的解決方案,,那就把軟件引進(jìn)來,。

  因此我會(huì)經(jīng)常講一句話:“芯片、軟件兩者密不可分,,沒有芯片的軟件是孤魂野鬼,,沒有軟件的芯片是行尸走肉?!蔽覀兘?jīng)常在教學(xué)當(dāng)中也好,,工作當(dāng)中也好,都是要把兩者有機(jī)地結(jié)合起來,。

  當(dāng)然所有這些工藝問題,,那還都是技術(shù)問題,,最最重要的是經(jīng)濟(jì)問題。摩爾定律50多年的發(fā)展過程當(dāng)中,,集成電路大概有55年的時(shí)間是處在降價(jià)的過程當(dāng)中,,直接的效益就是我們電子產(chǎn)品很便宜,便宜到什么程度,?我們很多年輕人每半年換一部手機(jī),,現(xiàn)在大家不敢換了,因?yàn)槭裁茨??手機(jī)變得貴起來了,。

  原因就是芯片的發(fā)展由于投入的增加、復(fù)雜度的增加,,它的成本其實(shí)是在緩慢地增加的,,28納米之前我們的成本是不斷在下降,28納米之后我們的成本在逐漸地上升,。

  因此我們也可以預(yù)測(cè)一下,,就是未來我們的電子產(chǎn)品不再會(huì)像前幾年那樣不斷地降價(jià),估計(jì)會(huì)再漲價(jià),,當(dāng)然是緩慢地漲,。所以我們說,芯片技術(shù)的發(fā)展過程到今天為止,,我們?nèi)匀粵]有看到它的終點(diǎn),。

  摩爾定律是不是走到頭了?這個(gè)爭(zhēng)論一直存在,。有一件事情,,那是1997年1998年的時(shí)候,有一個(gè)人在一個(gè)地方發(fā)表了一篇文章講,,說芯片,、摩爾定律死了,沒戲了,。他說你看銅互聯(lián),,我們?cè)瓉矶加娩X,現(xiàn)在銅互聯(lián)搞了這么多年都搞不下去,,沒戲,,銅肯定走不下去了。

  第二個(gè)說芯片這個(gè)東西越做越薄以后漏電,,控制不住,,所以芯片最小做到50納米也走不下去了。他還舉了個(gè)例子,他說光刻機(jī)因?yàn)橛玫氖?93納米波長(zhǎng)的光源,,我們知道波長(zhǎng)到一定程度以后它會(huì)衍射,,變虛了,所以摩爾定律完了,。

  大家后來知道,,我們用電鍍的技術(shù)解決了銅的問題;用所謂高K-金屬柵的技術(shù)解決了所謂介質(zhì)的問題,;然后用一個(gè)特別特殊的方法,;我們把鏡頭放水里,利用水的折射把波長(zhǎng)一下縮短了,。所以現(xiàn)在的光刻機(jī)不但可以用到我們今天的14納米,,還可以用到5納米。

  這三個(gè)技術(shù)全突破了,,大家又問,,誰這么不開眼?怎么這么說摩爾定律,?謎底揭曉了,,是戈登·摩爾本人說的。我們看到這么一個(gè)科學(xué)家,,這么重要的一個(gè)人,,他在講自己的時(shí)候他也未必能講得很清楚。

  芯片技術(shù)的不斷突破帶動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展,。2018年,,全球芯片市場(chǎng)的產(chǎn)值高達(dá)4688億美元,我國(guó)不僅是全球芯片最重要的消費(fèi)市場(chǎng)之一,,同時(shí)也正在竭盡全力,,向全球芯片產(chǎn)業(yè)的第一梯隊(duì)進(jìn)發(fā)。我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)到底處在怎樣的發(fā)展階段,?追趕過程中,,我們面臨哪些嚴(yán)峻挑戰(zhàn)?

  誰是全球芯片市場(chǎng)最大的買家,?

  我們以2014年作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)的話,,到2020年,這6年當(dāng)中,,計(jì)算機(jī)還會(huì)增長(zhǎng)46%,手機(jī)增長(zhǎng)81%,,而消費(fèi)類電子還要增長(zhǎng)48%,。所以說,電子產(chǎn)品的增長(zhǎng)是越來越多、越來越快,。

  我個(gè)人判斷,,在我們有生之年,如果找不到能代替半導(dǎo)體的東西,,大概現(xiàn)在的電子產(chǎn)品還會(huì)按照這種方式繼續(xù)走下去,。

  我們會(huì)一直去享受電子產(chǎn)品帶來的各種各樣的便利,但是它背后的根本因素在于芯片技術(shù)的突破,。正因?yàn)橛腥绱藦?qiáng)勁的需求,,全球芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展就是非常快,。

  那半導(dǎo)體的市場(chǎng)是怎么分布的,?我們看到紅色的是中國(guó),最下面這個(gè)紫色是美洲的市場(chǎng),,藍(lán)色的是歐洲市場(chǎng),,灰色的是日本市場(chǎng),上面的綠色的是除了中國(guó)和日本之外的亞洲其它市場(chǎng),。

  這個(gè)數(shù)字有點(diǎn)驚人,,因?yàn)橹袊?guó)市場(chǎng)占了全球市場(chǎng)的34% ,1584億美元,,超過三分之一,,這是指中國(guó)市場(chǎng)用到的。

  同時(shí),,2018年中國(guó)也是增長(zhǎng)最快的半導(dǎo)體市場(chǎng),,中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)增長(zhǎng)了20.5%。我想大家可以想象中國(guó)要買多少集成電路,,很多,!

  需求旺盛,供給不足,,我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)如何發(fā)力,?

  大家也許會(huì)覺得,我們國(guó)家的芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展好像不那么好,,我覺得大家有這種感觸是很正常的,。

  比如前兩年,我們有很多話說得比較大,,我用了一個(gè)詞叫“嚇尿體”,。我給大家念幾段,很有意思的現(xiàn)象,,他說“某某某芯片突飛猛進(jìn),,為什么美國(guó)人都害怕了,?”還有說“我們的什么什么東西站到了世界之巔”,還有一個(gè)說“我們某某老人從美國(guó)回來了,,美國(guó)人慌了”,。

  當(dāng)我們?nèi)ツ昱龅揭恍┦虑榈臅r(shí)候,態(tài)度就180度大轉(zhuǎn)彎,,轉(zhuǎn)而自己“嚇尿了”,,也給大家念幾段,比如說:“你不知道中國(guó)芯有多爛,,你只有讀了本文之后你就知道它有多爛”,。“中國(guó)芯片到底怎么樣了,,跟人家一比我就徹底失望了”,。我不知道我們?cè)趺淳瓦@么脆弱,對(duì)自己一點(diǎn)信心都沒有呢,?前兩年那種豪情壯志又到哪兒去了呢,?

  芯片的發(fā)展它有它的客觀規(guī)律,既沒有像大家想象的那么好,,也沒有像大家想象那么壞,,當(dāng)然我們現(xiàn)在還不能滿足需求,但是只要堅(jiān)持不懈走下去,,我們的發(fā)展就一定可以走到我們所希望的那個(gè)水平上去,。

  中國(guó)的芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度非常快,,從2004年到2018年中國(guó)的芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的曲線圖中可以看到,,我們從2004年545億元漲到了去年6532億元,1000億美元,,這個(gè)增長(zhǎng)速度是當(dāng)期全球增長(zhǎng)速度的四倍左右,。6500多億元,其實(shí)是我們的設(shè)計(jì),、封測(cè)業(yè)和芯片制造業(yè)三業(yè)疊加的結(jié)果,。

  我們看到芯片的設(shè)計(jì)業(yè)去年達(dá)到了2500多億元,這是真正意義上的產(chǎn)品,,而我們的封測(cè)業(yè)2190億元和芯片制造業(yè)1800多億元,,這個(gè)更多的是一種加工。那么,,設(shè)計(jì),、封測(cè)、芯片的制造這三者之間是什么關(guān)系,?

  舉一個(gè)例子,,設(shè)計(jì)業(yè)就是相當(dāng)于作家寫書,,制造業(yè)就相當(dāng)于印刷,封測(cè)業(yè)就相當(dāng)于裝訂,,各自的特點(diǎn)是不一樣的。

  我們國(guó)家的企業(yè),,經(jīng)過這么多年的發(fā)展以后,,無論是設(shè)計(jì)制造還是封測(cè)都已經(jīng)進(jìn)入世界前列,比如在全球的集成電路設(shè)計(jì)這個(gè)行業(yè)當(dāng)中,,前十位有兩家企業(yè),,在全球的代工企業(yè)當(dāng)中,前十位也有兩家企業(yè),,而在全球的封測(cè)企業(yè)當(dāng)中,,前十當(dāng)中有三個(gè)企業(yè)。

  但是我們跟國(guó)際先進(jìn)水平相比還有相當(dāng)大的差距,??纯次覀兊脑O(shè)計(jì)業(yè),也就是我們經(jīng)常講的集成電路產(chǎn)品,,我們從1999年全行業(yè)只有3億元人民幣,,到去年我們已經(jīng)到了2519億,合370億美元左右,,已經(jīng)做到世界第二大,。

  雖然很大,但是我們看一看的話,,我們的產(chǎn)品在全球占比只有7.9%,,如果當(dāng)時(shí)大家還記著剛才那張膠片,中國(guó)市場(chǎng)1500多億美元,,占了全球市場(chǎng)的34%,,而這里面我們只有7.9%,那我們有26%就要靠進(jìn)口,。

  有些同志很擔(dān)心,,說我們買了這么多的芯片,萬一哪天人家不賣給我怎么辦呢,?這是不是受制于人等等,,對(duì)吧?有這種擔(dān)心很自然,,但是如果我們換位思考一下,,作為生產(chǎn)供應(yīng)商來說他們會(huì)擔(dān)心什么呢?他們也會(huì)很擔(dān)心,。曾經(jīng)有一個(gè)外國(guó)朋友問我,,他說你們買了我們這么多芯片,,哪天你們要不買了的話我們?cè)趺崔k?大家會(huì)心地一笑,。

  這是一個(gè)很有意思的現(xiàn)象,,我們怕別人不賣給我們,人家怕我們不買,。所以這種情況下,,最好的辦法就是我們自己發(fā)展,我們自己多生產(chǎn)點(diǎn)兒,,大家都相安無事,,這才最好。

  我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨哪些問題,?

 ?。?)國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)與需求差距大

  其實(shí)芯片產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是非常多的,它是個(gè)龐大的系統(tǒng)工程,。我們還是從產(chǎn)品的角度去看,,應(yīng)該說我們現(xiàn)在的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與我們的需求之間,還是出現(xiàn)了一些失配的現(xiàn)象,。

  去年一天我早上醒的時(shí)候,,有一個(gè)同事打電話給我,說網(wǎng)上有一張圖非常地不客觀,,講我們很多東西都是0,,讓我出來說一說。我急急忙忙爬起來趕快看是什么東西,,結(jié)果看到這張圖以后我就笑了,,我就跟他說,你知道這張圖誰做的嗎,?我說這張圖是我做的,,后來他就不說話了。

  原因在哪兒呢,?他理解的有偏差,。這里面大家看到很多0%,這個(gè)0%不是說絕對(duì)值的0,,是市場(chǎng)占有率,。市場(chǎng)占有率講百分比,0.5%以下基本上就可以四舍五入,,因?yàn)槟阍谑袌?chǎng)上確實(shí)引不起人家重視,,你說我一定要去強(qiáng)調(diào)我不是0,其實(shí)沒有什么意思,。

  舉個(gè)例子,,比如說我們?nèi)曛袊?guó)大概要進(jìn)口使用的CPU,,可能有大概10億只少不了。假如就算10億只吧,,那我們有一個(gè)企業(yè)說我生產(chǎn)了100萬只,,那是很多了,100萬只是不得了的事,,但是你把100萬只跟10個(gè)億去比一比的話,,你就知道其實(shí)你是千分之一,只有0.1%,,所以我們說0.1%的時(shí)候在市場(chǎng)上看不見你。所以我們看這些東西的時(shí)候,,不是簡(jiǎn)單地去看一個(gè)絕對(duì)值,,我們要看它的相對(duì)值,也就是市場(chǎng)占有率,,這是很重要的一個(gè)點(diǎn),。

  我們可以看到,無論是服務(wù)器還是個(gè)人電腦,,還是可編程邏輯設(shè)備,、數(shù)字信號(hào)處理設(shè)備,以及我們終端當(dāng)中用到的一些IP核也好,,還有一些存儲(chǔ)器也好,,我們大量的都是0,這就意味著我們的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),、我們?cè)O(shè)計(jì)企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)跟我們需求之間還有相當(dāng)大的差距,。

  那唯一有兩個(gè)點(diǎn)我們看到大于10%甚至15%的,那就是移動(dòng)通信的終端,,這個(gè)是我們?cè)趪?guó)際上現(xiàn)在比較強(qiáng)的,,占了全球市場(chǎng)大概五分之一。

 ?。?)發(fā)展滯后 投入不夠

  我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制造能力和設(shè)計(jì)需求之間失配,。我們的制造業(yè)要花很多的錢,而且發(fā)展也很快,,但是還是慢,。

  我們大陸最先進(jìn)的集成電路制造商,它們?cè)?4納米的時(shí)候,,大概今年(2019)的一季度可以投產(chǎn),,而臺(tái)灣的臺(tái)積電的,它們的16納米,,早在2015年的第四季度就投產(chǎn),。這中間就有三年的差距,,這就是我們相對(duì)比人家滯后的地方。

  除了我們不夠快之外,,還有一個(gè)要命的,,就是我們產(chǎn)能不夠。你如果能找到產(chǎn)能,,當(dāng)然你就可以賺錢,,但也可能你找不到產(chǎn)能,全球都在搶產(chǎn)能的時(shí)候,,你找不到產(chǎn)能怎么辦呢,?這時(shí)候就很麻煩,那我們就要虧錢,。

  我們說集成電路芯片發(fā)展需要投資,,要投多少錢呢?天文數(shù)字,!全球在半導(dǎo)體投資上的統(tǒng)計(jì),,我們看到除了少數(shù)的幾個(gè)年份之外,大部分的時(shí)間都在400億美元以上,,最近這幾年甚至都在600億美元以上,。那條紅線是我們國(guó)家在半導(dǎo)體的投資,它在最底下,。

  有人說我們的投資額是在人家的統(tǒng)計(jì)誤差范圍之內(nèi),,這個(gè)話聽了很難聽,我們也很難受,,為什么我們國(guó)家在這上面不投資呢,?我們對(duì)這個(gè)產(chǎn)業(yè)的了解還是有限,我們比較早地作出了一個(gè)錯(cuò)誤的決策或決斷,,認(rèn)為中國(guó)的半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)可以通過市場(chǎng)配置資源來良性發(fā)展,。

  這張圖上,紅線這幾年向上翹,,翹的過程好像挺多了,。但是大家知道它是需要高強(qiáng)度投資的產(chǎn)業(yè),無論是英特爾也好,,還是三星也好,,臺(tái)積電也好,每年投資大概都在百億美元規(guī)模,。我們也到了百億規(guī)模,,但是我們投了很多家,你的投資強(qiáng)度也不夠,而且剛剛兩,、三年,,后面要連續(xù)投很多年才能看出結(jié)果來。

  現(xiàn)在我們說集成電路的發(fā)展已經(jīng)成為全中國(guó)人民大概都認(rèn)同的一件事情,,所以帶來了一個(gè)副作用,,就是全民大造集成電路。

  集成電路并不是一個(gè)能夠遍地開花的事情,。我曾經(jīng)到了一個(gè)地方,,這個(gè)地方領(lǐng)導(dǎo)說,我們下決心了,,要把集成電路做上去,,在我們這里建個(gè)集成電路廠。我就說,,恐怕不行,,你這里沒錢。我一說沒錢呢,,人家很不高興,馬上就說你怎么知道我沒錢,?跟旁邊的人說,,我給你50個(gè)億,你給我把這個(gè)事情做起來,!我就跟他說,,恐怕后面還要再加個(gè)0。

  我給大家舉個(gè)例子,,美國(guó)核動(dòng)力航母打擊群,,尼米茲級(jí)的,不是現(xiàn)在福特級(jí)的,,包含了一艘10萬噸級(jí)的核動(dòng)力航母,、大概60到70架艦載機(jī)、兩艘導(dǎo)彈巡洋艦,、兩艘導(dǎo)彈驅(qū)逐艦,、一艘核潛艇,還有補(bǔ)給艦全加起來150億美元,,我們現(xiàn)在建一個(gè)集成電路廠150億美元,。所以集成電路廠的建設(shè),往往是需要巨額投資,,而且還不是一次性的投資,,這個(gè)壓力很大,這個(gè)不是小錢。

  我們還有一些地方政府也很有意思,,上集成電路非常地?zé)嵝?,我能體會(huì)它們對(duì)于地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是傾注了自己全部的心血。它們看到,,一旦在他們那兒建立一個(gè)集成電路廠,、芯片廠的話,很快會(huì)帶來就業(yè),,帶來周邊環(huán)境,,周邊的生態(tài)的配套,能帶來一個(gè)大產(chǎn)業(yè),,但是它們對(duì)于芯片發(fā)展的艱巨性了解是不多的,。

  曾經(jīng)就有一個(gè)地方,在當(dāng)?shù)貨]有一所大學(xué)有微電子專業(yè),,它們也要上芯片產(chǎn)業(yè),,我說那你的人從哪兒來?他說我的人可以從外面“挖”來,,你讓人家從上海坐4個(gè)小時(shí)飛機(jī)飛到你這兒來,,不太現(xiàn)實(shí)吧?第一沒人,,第二沒錢,,第三沒技術(shù),所以集成電路的發(fā)展是需要很多投入的,。

 ?。?)芯片產(chǎn)業(yè)鏈要力爭(zhēng)上游

  我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展還面臨資源的錯(cuò)配。

  目前,,我們的芯片制造業(yè)超過50%的客戶是海外的客戶,,我們的封測(cè)大概也有將近一半客戶是海外的客戶,我們是給別人加工,。那我們的設(shè)計(jì)業(yè)是最需要資源的,,又滿世界去找資源,找加工的資源,,原因是我們制造業(yè)和封測(cè)業(yè)的技術(shù)水平,,跟我們所需求的還有距離。

  我們?cè)瓉淼漠a(chǎn)業(yè)是以對(duì)外加工為主,,大家知道“三來一補(bǔ)”等等,。這種是加工性產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),現(xiàn)在要變成自主創(chuàng)新為主,,你要作產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,。中央提出來要供給側(cè)的結(jié)構(gòu)性改革,其實(shí)對(duì)芯片來說,我們就是面臨這樣一個(gè)改革,。

  我們?cè)诎l(fā)展過程當(dāng)中,,其實(shí)還面臨著一個(gè)產(chǎn)業(yè)模式的問題。

  芯片的發(fā)展已經(jīng)有幾十年的歷史,,其實(shí)在發(fā)展過程當(dāng)中,,現(xiàn)在跟以前是有很大差別的。過去的叫系統(tǒng)廠商模式,,就是所有的事情都自己做,,后來說不行,集成電路每18個(gè)月產(chǎn)能翻一番,,我自己用不了了,,出現(xiàn)了所謂叫集成器件制造模式,再往后就出現(xiàn)了所謂叫設(shè)計(jì)代工模式,。

  這三種商業(yè)模式實(shí)際上帶來的是不同的結(jié)果,。我們從中國(guó)大陸情況看,主要是設(shè)計(jì)代工模式,,那這種設(shè)計(jì)代工模式是好還是不好呢,?我們不好去評(píng)價(jià),因?yàn)槭菤v史階段決定的,。

  實(shí)際上在真正我們的工作當(dāng)中碰到很多問題,,就是很多地方的政府非常熱衷于建一個(gè)集成電路制造廠,因?yàn)橐粋€(gè)集成電路制造廠要花幾十億美元,,動(dòng)不動(dòng)就幾百億人民幣,對(duì)當(dāng)?shù)氐膰?guó)內(nèi)生產(chǎn)總值貢獻(xiàn)是很大的,。

  但是它往往不去想,,一個(gè)像中國(guó)這樣的國(guó)家,總是去做加工這種產(chǎn)業(yè)鏈中下游的事情,,那你是不是就把自己框在了一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的中下游位置,?所以中央也提出來我們要?jiǎng)?chuàng)新發(fā)展。創(chuàng)新發(fā)展在哪兒,?在上游,,所以我們說經(jīng)常我們要往上游走。

 ?。?)人才不足

  我們的芯片要發(fā)展它的設(shè)計(jì)業(yè),,芯片設(shè)計(jì)是一種高科技,人才就成為一個(gè)重要的制約因素,。

  碰到的瓶頸在哪兒呢,?不僅質(zhì)量難以滿足需求,現(xiàn)在連數(shù)量都難以滿足需求,最直接的效果就是,,我們現(xiàn)在整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在互相地挖人,。如果你是從事芯片的話,現(xiàn)在跳槽一定可以找到很好的收入,,因?yàn)槟銈兊墓べY可以翻番,。

  我們作過一個(gè)統(tǒng)計(jì),中國(guó)大陸從事芯片設(shè)計(jì)的工程師,,平均薪酬已經(jīng)高于臺(tái)灣,。講實(shí)話,我們能力還不如臺(tái)灣的工程師,,這就意味著什么呢,?我們做出來的產(chǎn)品沒有人家好,但是我們的成本比人家高,,這個(gè)情況還沒有緩解,,所以我們?nèi)瞬艌F(tuán)隊(duì)的短缺是非常可怕的,。

  前兩年,,我們?cè)谌瞬排囵B(yǎng)上遇到一個(gè)不大不小的麻煩,就是很多的學(xué)生畢業(yè)以后去搞投資,,搞金融了,,當(dāng)然我自己的學(xué)生也有出去作投資的,去做官員的,。

  我總是在講,,如果這樣的話,你們干嗎要來學(xué)這么多年的集成電路呢,?還是說他們對(duì)于芯片的重要性,、對(duì)于芯片本身所蘊(yùn)含的這種無窮的魅力了解得不夠,他僅僅是把它當(dāng)成一門知識(shí)來學(xué)了,。

  當(dāng)你真正深入了解芯片,、集成電路它內(nèi)在的東西之后,以及它對(duì)外的這種發(fā)展影響,,那你就會(huì)知道,,原來掌握集成電路芯片能夠帶來這么大的主動(dòng)權(quán)。

  需求旺盛,、供給不足是我們中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)面臨的一個(gè)挑戰(zhàn),,這是個(gè)現(xiàn)實(shí)問題,也是我們下一步作供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的時(shí)候一個(gè)關(guān)注的點(diǎn),。

  如果大家今后從事芯片技術(shù)的話,,我相信從我今天的講演當(dāng)中,,至少可以掌握到幾個(gè)重要的點(diǎn):

  第一個(gè)點(diǎn),我覺得芯片的發(fā)展大概不以人的意志為轉(zhuǎn)移,,一直走下去,,還會(huì)成長(zhǎng)一百年;

  第二個(gè)點(diǎn),,芯片的發(fā)展不容易,,不是那么簡(jiǎn)單的,需要高額的投入,,需要我們長(zhǎng)期堅(jiān)持,。一百年不僅僅是一個(gè)數(shù)字、一個(gè)年份,,而是說長(zhǎng)期堅(jiān)持才會(huì)有結(jié)果,。

 

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