叶甜春:路径创新、换道发展--走出中国特色集成电路创新之路!

作者:电子创新网张国斌

今天,第26届集成电路制造年会暨供应链创新发展大会(CICD)在广州黄埔区知识城国际会展中心隆重开幕!本届大会以“助力产业路径创新 共建自主产业生态”为主题,来自产学研政的上千位代表出席了本次大会。

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在开幕式上,中国半导体行业协会集成电路分会理事长、中国集成电路创新联盟副理事长兼秘书长叶甜春 发表了《路径创新、换道发展--走出中国特色集成电路创新之路》的主题演讲,对中国集成电路产业进行了全面回顾并对未来发展进行了战略性前瞻!

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他表示近年来,中国电子信息制造业一直在快速增长,到2023年已经达到21万亿的规模,他特别指出这是中国规模以上电子信息业制造,包括大家经常说的80%的笔记本电脑,80%的数字电视,80%以上的机顶盒在中国制造就是在这里。

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不过他表示,从2021年开始虽然中国电子信息制造业持续增长,但芯片进口额下降趋势开始明显下降了,到2023年降到了2.4万人民币左右。其背后的原因是中国本土的产品开始快速增长,尤其是IC设计在市场份额增长。

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上图显示近几年中国IC设计产业一直保持两位数的增长,即便去年全球是负增长,但中国IC设计业依然保持了8%的增长。

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他指出去年IC制造业实现了非常微弱的增长,去年整个制造行业提升很难,在前几年爆发式产能爆紧张的情况下,这是正常的,因为这本来就是行业周期。"前几年又叠加了疫情,把一些景气拉长,拉长之后销库存,去年跌得有点狠,大家觉得很难,但是在这种情况下制造业仍然有0.5%的增长,不过我们还要注意,从2008年国家重大专项新一轮攻关开始,制造业增长了9.86倍!”

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他指出现在全球的逻辑器件结构在从FinFET向GAA转向,背线技术、光电互联、光电融合等技术也在提,存储器DRAM开始要持续缩微,整个需求已经起来,现在新的方向是GAA、IGZO的技术等,300多层的NAND Flash已经开始有报道了,这里面存储器在新的创新路径上似乎有一个发展新的路径,而在逻辑技术上国目前仍然是在追赶的状态。

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他表示从2014到2023年晶圆制造主要企业规模及占比来看,2019年之前内资企业的制造业占比一直在下降,但从2019年开始增长了,这得益于本土新厂不断投产,新的产能开始释放,市场份额也开始增加,但是我们要注意,大家都在说行业里面产能是不是过剩?多少条产业?在中国本土制造业统计里面,内资企业的占比现在只到去年基本增长起来了,只占到9.3%,剩下60%仍然是外资企业占到51%,也是1.6,台资企业9.1%,所以中国制造仍然是全球化的特征,本土企业、内资企业本身占比在提升,我们觉得仍然是不够的,大家要注意思考。

“这么多产能过几年还要释放出来,是不是要建更多的厂,我们思考不是厂增多了,而是产品结构有问题,如果大量的中低端做事情,而不是进入高端的话,未来发展整个前景会有问题。”他指出。

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他表示去年封测业略有下降,但中国封装技术在往高端在持续创新,以目前热门的三D系统封装为例,尤其面向处理器算力芯片,中芯北方、武汉新芯、长鑫存储加入2.5D interposer以及混合键合领域。国产2.5D/3D装备持续突破,曝光、刻蚀、沉积、显影、去胶、电镀等多款装备进入国内量产线,另有多家发布混合键合类产品。

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此外,盛合晶微实现2.5D CoWoS量产,华进半导体联合中科院微电子所和华大九天共同发布了针对2.5D转接板工艺的APDK,推动2.5D集成芯片-封装协同设计。

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他表示从2008到2023年,中国集成电路装备业增长喜人!从2008年17亿增长到2023年的707亿!过去15年增长了40倍!尤其是2018年以后实现跨越式增长,去年保持了将近35%的增长!“这个增长趋势还会走,还会继续下去,明年甚至还有可能比这个更高的增长速度。本土的制造供应链开始受限,进口受限的时候,本土厂商抓住了这个机遇,别人看来是设置了障碍,本土企业来看实现了市场真空,应该被装备企业点个赞,他们迅速抓住了市场,进入这个市场填补了真空,支撑了产业的发展。”他激动地表示。

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不过他也指出:国内代表性的14家总体增速达到了35%,是M型的周期规律,我们虽然看到了快速增长,但仍然要注意,国内的装备企业仍然规模不大,国内14家企业的研发总额只有国际五家巨头的十分之一,下一阶段,如何让自己的产品走向高端,做深做透,在技术创新要走,要做很多事情。慢慢实力提高,我们就越来越有信心说中国本土的供应链,我们的装备企业能够在一种比较恶劣的环境下支撑住我们整个产业的发展,这是给我们的信心。

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 他表示从2008年到2023年,中国的材料产业增长了9倍左右,但材料产业取得的进展还是很突出的。

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例如:

◆12英寸45-28纳米工艺用材料品种覆盖率超过70%;先进存储工艺用材料品种覆盖率超过75%

◆大硅片产品取得全面突破,实现对国内FAB厂主要工艺的全覆盖

◆光刻胶取得突破性进展,|线胶市占率超过20%:KrF胶市占率达10%,ArF干式胶开始批量应用部分品种ArFi浸没式胶开始小批量应用;

溅射靶材实现对国内FAB厂的全面供应,部分产品国际市场占有率超过40%

◆本土企业已成为CMP抛光材料、特种电子气体、工艺化学品的主力供应商

◆封装材料也取得长足进展

◆传统封装用主要材料实现自主供应

◆先进封装用DAF膜、粘结胶、解键合材料、减薄膜、CPU封装用TIM1等产品实现小批量供应◆封装用光刻胶、PSPI等正在验证迭代之中。

“33家上市公司,我们可以看成熟制程在做,覆盖硅片、光刻胶、抛光液、特种气体等等,现在本土企业已成为主力供应商。原来的竞争对手退出了这个市场我们本土的材料企业反而带来了新的市场空间,给他们点个赞,我们看到本土制造业能够蓬勃发展,材料企业还要继续加油,把品种更多的做深做透,做到一个高端。”他表示。

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集成电路零部件大家也开始关注了,2023年我国集成电路零部件市场规模约930亿元,近6年的年复合增长率约26%;2023年本土零部件销售收入约245亿元,近6年的年复合增长率约65%。

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“我们零部件很多新企业涌进来,敢于进入这个领域,原来零部件很少很弱,怎么突然起来了?这是因为中国工业的底蕴,当我们工业的潜力被挖掘出来以后,你会发现我们零部件慢慢跟上了,装备跟上了,我们材料也跟上了,所以我们看到这几年中国集成电路整个产业制造业,在重重的重压之下挺住了,往前发展,最终依靠的是中国的工业底蕴,我们有全世界最全的工业门类,他们支撑我们产业,当然我们这个产业在支撑中国整体的工业门类向高端迈进,这是非常好的良性循环。”他自豪地表示。

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分析了总体形势后,叶甜春分享了自己的战略性思考,他表示从2018年开始,都在说我们被卡脖子,我们要自主可控,后来再说光自主可控不够,光国产化不够,我们要自立自强,我们要发展,我们补短板,装备缺多少种,我们的材料原来很多基础要补一些品种,零部件有一点弱,也要补一些品种,都是在想怎么补好短板,做好防守。

现在突然发现一路这么走过去,现在再来总结一下,突然看我们原来采取大量是战术措施、应急措施,没有错但是总体看,中国集成电路发展,因为我们在全球化体系里面发展起来的,跟随性发展,再一个已有的全球化体系里面建立自己的位置,我们从全产业链环节逐渐建立自己的位置,找到自己的位置,发现自己的产业没创起来。

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再看我们跟随模式,后发优势是跑的快,少走弯路,但是带来的劣势就是路径依赖。无论技术路径,这是技术路径示意图,甚至被EUV挡在那里,产业模式路径依赖。“我们新的路径在哪儿?其实全球都在考虑这个问题,设计、产品架构创新肯定要做的,将来2纳米、3纳米也要做创新,三D系统封装这几年为什么这么热?因为我们先进制程前道走下去很困难的时候,后道比全球其他地区的急迫性急得多,先进制程由于有别的特色要走,我们FinFET路径为什么不能往下走?这里面整体看,路径依赖才是目前制约中国集成电路产业向高端发展,因为我们现在可以说能够解决生存问题,我们向高端发展卡点是路径依赖,所以我们在提,倒逼中国集成电路产业要开展路径创新,要比全球集成电路产业提前七八年开始寻找新的路径。”他分析说,“我相信七八年以后等芯片工艺发展到接近物理极限的时候一定要想新的路径,我们要找到新的赛道,我们提出“再全球化”。所以开辟新的赛道,打造新的生态,推进再全球化是中国集成电路全产业从产学研到骨干企业,未来要持续十年,甚至二十年的重大任务和要走的路径!”

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他表示开辟新赛道,打造新生态,推进“再全球化,我们的战略目标是建立内循环,引导双循环,重塑国际集成电路循环体系。

战略任务是传统赛道:先进制程攻坚克难,成熟制程迈向高端,供应链要着力锻造长板,掌控供应链自主发展权。

路径创新变换赛道:摆脱技术和产业的路径依赖,新老赛道战略协同

形成特色发展的新的主赛道,建立非对称优势和战略制衡能力,赢得发展主动权。

应用创新:以产品为中心,以行业应用方案为牵引,开展应用创新。

他指出我们的战略目标是要建立一个基于依托于中国市场,我们正在成为全球最大的市场,中国市场的内循环,但是内循环一点要跟“双循环”结合在一起,这是国家倡导的政策,我们有“一带一路”,我们要开放合作对的,但是我们不是推翻全球化体系,要维持全球化体系,但是在逆全球化情况下,重塑循环体系,这是我们要提的。

另外,这样一来,传统赛道要不要干?肯定干的,不能说现在路不跑了,另外开一条路,传统赛道的攻坚克难仍然是主力军,主战场。我要特别跟大家强调,因为最近大家一提路径创新,就说你想拐弯了吗?我说不是拐弯,主战场要做,我们是战略协同的关系,要开辟新的战场,就是我们正面抗战和八路军、新四军敌后抗战是一样的路径,是战略协同。

此外,他强调:“我要提醒大家一点,不能只是想先进制程就是高端的,成熟制程就是中低端的,行业里面讲集成电路任何一个工艺节点都有高中低端产品,成熟制程也有高端产品,如果我们的先进制程搞了14纳米、7纳米,产品性能不行仍然是低端品。”

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他认为当前对“路径创新”的若干认识误区:

误区一:误认为路径创新是要替代传统赛道,另起炉灶,当前的主战场仍然是传统赛道攻坚克难,路径创新是战略协同,不是替代关系,最终目标是融合成新的主赛道。

误区二:“颠覆性创新”流于概念,缺乏产业视野,忽视工业体系

当前最需要的是找到以现有半导体工业体系为基础的“分岔式”路径创新,核心是“颠覆性效果,不是概念上的标新立异;

误区三:三维系统封装脱离产品设计架构创新,陷于闭门造车,“芯粒(Chiplet)”概念被滥用,重点不在工艺端,而在设计端,根据产品架构创新,形成解决方案,打造全新的生态。

Chiplet被庸俗化了,什么东西都是Chiplet,其实它的核心是未来的发展,系统级的集成,不光包括了数字逻辑,还有数字模拟、光机电、感知、存储计算这些东西,光电融合,这是大的三维异构集成,当然你发现还没有产品,产品应用在哪儿?产品架构创新有没有?”他强调,“所以现在如果3D集成都是封测企业在那忽悠,肯定是有问题的,如果大量设计公司、应用系统厂商开始天天讲三维集成,那这个行业就走出来了,这一点制造业、制造业,心里一定要有数,要拉着设计和应用进来,要不然会做很多无用功。”

误区四:眼光不能只盯着所谓“先进制程”,忽视成熟制程的特色创新,成熟制程开发特色工艺,从中低端迈向高端,是路径创新的重要任务。

误区五:全产业链仍未摆脱“单纯替代”的思维

用户需要下决心重构系统,梳理产品体系,立足国内集成电路能力建立供应链。集成电路行业还要基于创新路径,重建产业生态,有力支撑行业用户的新需求。

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他最后总结说中国集成电路产业经过了两年的慌乱,2018年、2019年我们的行业教授说不要慌,要顶得住,现在看是这样的,现在我们要考虑要如何发展,如果向高端发展,战略上说基本信心已经有了,在稳住基本盘以后往前走,新的创新路径在哪儿,需要全行业从自身的角度看,从小的产品创新到大的体系创新、生态创新是一点点积累起来的,需要我们行业的努力。

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