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45纳米时代来临 半导体产业亟待“路线图”

作者:    时间:2008-01-09    来源:赛迪网-中国电子报 

 

      

特约嘉宾:

中国工程院院士许居衍

“十一五”重大专项专家组专家魏少军

中国科学院微电子研究所所长叶甜春

魏少军我认为中芯国际采取的与IBM合作的技术路线是正确的。虽然45纳米技术与65纳米技术从线宽上看只差一代,但它是一个关键节点,技术难度将比65纳米高得多,完全靠我们自主研发会需要很长的时间和巨大的投入。采取国际合作可以加快这一进程。当然,中芯国际也不能长期完全依靠引进,还是要投入资金,提升自己的技术水平,发展自身的能力。

中芯国际应该根据国内外市场的需求以及自身商业模式的定位来选择自己的产品和技术发展路线。同时,中芯国际也应该探索依托45纳米开发存储器,特别是非挥发存储器产品的可能性,我认为这也许是一个可能在未来会有所建树的突破点。

叶甜春我觉得中芯国际和IBM的合作,本身就是它面对这种竞争采取的一种策略。现在有实力开展45纳米以下技术研发的国家和企业越来越少,目前国际上就只有几大集团在做,所以中芯国际要想发展必须抓住国际上的这种研发联盟,与国际企业合作。但是,根本来说,这种合作也只是第一步。现在,45纳米技术刚刚进入生产,大家首先要进入这个技术平台,在进入这个平台之后,未来的竞争力可能更多地取决于中芯国际自己在这种合作和引进的基础上,针对市场和45纳米产品的自主研发能力,以及在新的技术领域中差异化的竞争能力,这都是非常重要的。

45纳米将给中国半导体产业带来哪些机遇和挑战?

.给中国半导体产业带来产业升级的机遇

.新技术的产生与发展对我国半导体产业工艺、设计技术提出了更高要求

.成本的增加,竞争的加剧也将对我国半导体产业带来巨大挑战

魏少军机遇是不言而喻的,技术发展的大方向是沿着45纳米、32纳米和22纳米的方向发展,早晚要走过这些节点。但45纳米对我们的芯片设计将是巨大的挑战,因为45纳米是个特殊的节点,不仅对我们的工艺,更对设计技术产生重要的影响。

叶甜春这个比较难说。因为中芯国际是目前国内最领先的集成电路企业,45纳米技术的引进虽然意味着中国本土制造企业已经具有45纳米技术,但是我们还要看到中国大量的制造企业还停留在90纳米或130纳米的技术平台上进行产品生产,而他们要往下走的话,还需要相当长的时间。而且目前国内生产的90纳米以下的产品,都是国际上的代工产品,并不是中国本土研发的产品。我国目前本土开发设计以及面向国内市场的主流产品,还主要是在130纳米的技术领域,也有一些开始进入90纳米。而65纳米以下产品的开发,中国才刚刚开始,应该看到这跟国际市场相比还是有一定差距的。

可以说中国在这样一个大的全球化产业变化中的发展是很不均衡的,我们的市场和产品以及我们的竞争力对45纳米技术的到来,还需要一个消化的过程。我觉得中国要真正推出自己的45纳米产品面市,还需要至少三到五年的时间。

当然,毫无疑问的是,45纳米技术在中国本土引进之后,必然会很快地拉动国内的一些产品向高端转移,并对整个后端的产业链的带动是非常明显的,甚至对中国的制造设备和配套材料等整个产业的发展也会产生一个非常好的引领作用,因为目前主流的设备和材料大部分都是依靠进口。

尹志尧这件事对中国的半导体和半导体设备工业的发展,会起很大的推动作用。因为,过去中国的半导体技术比国外大概要落后两代左右吧,现在我们可以做90纳米,65纳米还没有真正进入生产线,如果45纳米能够尽快进来,并且尽快实现量产的话,那么和国外的差距就会缩小到最小了。

李珂由65纳米向45纳米的技术发展是革命性的,“高K介质材料+金属栅”的使用既是巨大的机遇,也是前所未有的挑战。除INTEL、TSMC这样的业界顶尖厂商外,其他企业几乎都无力独自承担成倍数增长的研发投入和建线成本。IBM研发联盟的成立、Fab-lite模式的风行,可以理解为半导体产业版图的“合纵”与“连横”,前者是“弱势厂商”之间相互结盟谋求发展,后者则是“弱势厂商”依靠“强势厂商”变通图存。中国作为全球最大的半导体市场,在45纳米背景下的半导体产业大变革中不应该、也不可能独善其身。INTEL、TSMC都已在国内投资建设芯片厂,其将中国内地市场纳入自身版图的意愿已经非常明显。中国半导体产业同样面临或“合纵”或“连横”的选择。

中国对45纳米技术应该采取什么态度和对策?

.中国应加大技术引进与国际合作力度,不断学习先进技术,提升自身实力

.完善产业链发展,促进新技术的融合

魏少军毫无疑问,我们应该加大技术引进的力度,不断学习先进技术。例如,我们要通过全新的思维和眼光来看待45纳米技术,而不能简单地延用等比例缩小的概念来看待从65纳米向45纳米的过渡,也不能期盼将65纳米的设计技术直接搬到45纳米就可以实现芯片设计。

叶甜春无论从哪些层面来看,都应该采取一种非常积极和支持的态度。就制造业本身来说,中芯国际已经引进了45纳米技术,中国半导体产业需要引进消化吸收再创新。这个再创造,其实是一种差异化的竞争过程,而且这个过程是一种面向国际化的,而不仅仅是面向国内市场的竞争过程,这对中芯国际是一个非常大的挑战。我觉得,首先国家应从政策层面给与大力支持,鼓励自主研发;第二,国内相关的科技界产业界,包括科研院所和高校也应该在研发层面跟上这个步伐,对这些企业给予支持,甚至向下一代技术进行延伸;第三,国内的一些配套产业链,比如设备和材料产业,也应该看准这个形势,积极地去支持。

半导体产业是一个全球化的产业,它的产业链特征非常明显;围绕一个龙头企业,可能产生好几个庞大产业链,没有这种大的产业链支撑,靠一个企业孤军奋战,往往是非常吃力,很难成功的。所以,我国半导体产业发展的下一个阶段,无论从哪个层面来说,都应该从建立这种符合市场规律的、具有国际竞争力的产业链出发,来推动我们国家半导体产业的发展。

尹志尧当然,和国际上最先进的芯片生产线和公司合作是最好的一条捷径了,可以尽快地赶上。

在国际上45纳米没有完全进入生产线,只是在非常有限的像Intel这样的公司进入了生产线,其他厂商恐怕还处在小规模生产和试生产的阶段。所以,中国如果能在1-2年之内进入45纳米芯片的生产,那会是一个很大的进步。不过还是要一步一步来,赶上国际水平不是那么容易的事。芯片研究一般经过2-3年的研究开发过程,然后进入小规模生产,再经过1年多的考验才有可能进入大规模生产。

李珂客观地说,在中国土生土长出45纳米技术几乎是不可能的。基于这样的认知,中国对45纳米技术的态度就取决于政府对半导体产业的期望和定位。中国如走Fab-lite路线,就应以市场准入为筹码,加入以INTEL、TSMC为核心的“连横”阵营,重点发展面向利基市场的IC设计与承接高阶制程的封装测试,在国际分工中巩固自己的配套地位;相反,如中国走“以我为主”的发展道路,就必须将芯片制造置于半导体产业的重中之重加以发展。在半导体工艺进步日渐向少数制造厂商集中的现实情况下,离开芯片制造的IC设计将是“无源之水、无本之木”。美国、中国台湾等IC设计业发达的国家或地区无不是芯片制造业同样发达。最近几年国内IC设计业发展逐年放缓,价格战愈演愈烈已经说明脱离工艺进步的设计创新只能是“空中楼阁”。只有在工艺进步的基础上发展MCU、DSP、嵌入式存储器、FPGA等通用产品的设计,中国IC设计行业才能进一步发展壮大。

中微公司董事长尹志尧

美国应用材料公司高级顾问莫大康

中国半导体行业协会信息交流部主任李珂

2007年岁末之际,中芯国际宣布加入45纳米俱乐部,IBM将其45纳米技术转让给中芯国际。中芯国际与IBM的合作,意义与作用何在?在中国的半导体产业日益融入全球的今天,45纳米时代带给中国怎样的机遇和挑战?我们应该采取怎样的对策?我们特邀请业界知名人士发表高见。

中芯国际与IBM此次合作有哪些意义?

.加强了中芯国际在中国乃至全球半导体产业中的地位

.5加快了我国芯片生产技术前进步伐

.反映了美国在高技术出口中国方面可能有新的松动

许居衍IBM、特许、英飞凌、三星等企业联合开发45纳米通用工艺是一种新的商业模式,该模式始于2004年的65纳米。这是半导体产业进入高度资金密集后,企业为了分摊开发成本、缩短开发时间的一种经营方式。以台湾地区为例,工研院电子所对台湾半导体工业发展起了决定性作用。但是在上世纪90年代中期开发成功1微米技术并成功衍生世大公司后,作用就显著弱化或不同了。这表明半导体技术在90纳米节点前虽也有合作开发,但企业还可承受独立研发新一代技术,研究所也可在整体技术提升中发挥重要作用。但在90纳米节点之后,与IBM这种联合模式,才有大作为。

中芯国际加盟于此,除了上述好处之外,对于技术积累较少的企业,还可回避一些专利纠纷,使之进入技术先进圈子,为未来进一步发展奠定基础。这是半导体产业发展到成熟阶段的一个聪明决策。

魏少军应该说这样的合作是一件好事,也将是一件非常重要的事情。

如果IBM与中芯国际的合作能成功,那将是我国企业第一次获得45纳米的技术转让,对我国半导体产业、对中芯国际的发展都是重大利好。目前,我国的芯片制造技术还处于180纳米向130纳米转换当中。未来一段时间130纳米和90纳米将是主流,而国际主流工艺将前进到90纳米和65纳米。45纳米应该是现在全球最好的大生产技术。此次IBM与中芯国际的合作使我国芯片生产技术前进了一大步,但是我国芯片设计企业的设计技术要进步到45纳米还需要一段的时间。

叶甜春我觉得这是一件大事。中芯国际与IBM的这次合作,可以说是中芯国际从一个本土的制造企业向国际化大企业迈进的重要一步。近年来,中国的芯片制造业发展很快,业内认为中国将成为未来世界的芯片制造基地,但是目前我们的发展远远没有达到这个要求。中国要想真正发展成为国际产业链的一环,只顾埋头本土的生产、制造、发展是做不到的,这种国际化的合作是非常重要和必需的。特别是跟IBM这样技术领先、实力雄厚的跨国企业合作,不仅仅是中芯国际成为国际化企业的一个标志,也是中国集成电路制造业的一件大事。

尹志尧当然会有很大的意义。如果我们在国内有生产线进行研发并进入45纳米的生产,在几年之内,会对国内整个半导体工业的水平和半导体设备和材料的“食物链”都会有很大的促进作用。

莫大康首先表明中芯国际继续追赶国际最先进工艺水平,加入全球最先进的一流代工阵营中的意愿。其次反映美国在高技术出口中国方面可能有新的松动。第三反映中芯国际目前已具备基础能力,在自主研发90纳米及65纳米制程技术中取得进步。从另一个层面讲,对摩尔定律也应有深刻理解,将尺寸不断地缩小等,仅是一种竞争的手段,不能简单地认为45纳米器件就比65纳米好。其实作为客户真正关心的并不是多少纳米,而是市场价值,俗称性价比。而作为制造商,不管通过何种方法与途径,最根本的是要不断地能够将成本降下来,实现产品的价值,被市场接受。

李珂自主创新不等于“闭门造车”。相反,想要“后来者居上”就必须充分借助外力。SMIC(中芯国际)此次搭上IBM半导体技术研发联盟的快车,对于其未来发展无疑将起到“事半功倍”的作用。但客观地说,SMIC的“一枝独秀”对国内产业链上下游企业的带动作用非常有限。只有从根本上提升中国半导体产业创新环境的竞争力才能变“一枝独秀”为“春色满园”。

面对强大竞争对手,中芯国际应采取什么策略?

.根据市场需求及自身定位选择合适产品和技术发展路线

.依托新技术提高差异化竞争能力

许居衍联合开发的只是基本通线工艺,要形成自己的核心竞争能力,还需要在此基础上开发针对不同应用(如高压、低耗、高速)的特色工艺技术,这就需要在国家相关部门的支持下,开展以中芯国际为主导的产、学、研、用联合攻关。

中国研发45纳米技术会在设备进口方面遇到哪些障碍?

.先进设备需要进口,其障碍会逐渐解决

.加强自主创新能力,自主研发技术要与时俱进

魏少军随着技术的不断进步,先进设备进口上的障碍应该会逐渐得到解决,我对此还是持乐观的态度。

当然,我们能够进口与我们拥有自主开发能力是两回事,取决于我们努力的程度和我们技术的进步,既不能完全依赖于进口也不能完全不要进口,在技术全球化的背景下,两者相辅相成。

我想再强调一下,在45纳米,芯片设计方面遇到的挑战会更大,在知识的更新和设计技术的更新方面我们需要更多的努力。

叶甜春在引进设备和相关材料这方面是存在一定的障碍的。45纳米技术在我们的概念里,已经提前到来了,在以后的发展中,我相信会遇到一些问题。真正要解决的话,可能只有等国内的技术研发跟上去了以后,才能缓解对进口设备和材料的引进需求。

此外,知识产权也是一个比较重要的问题。中芯国际在刚刚引进45纳米技术的时候,也许还不会遇到知识产权的问题;但是在产品不断地生产过程中,知识产权问题可能会逐渐显现出来。这样看来,中国自己有策略、有明确市场目的的研发和自我知识产权的保护是非常重要的。现在,知识产权在国际竞争中,已经成为了一种企业间的竞争武器,我相信中芯国际这么多年的积累和发展,在这个方面也应该有他自己的策略。

尹志尧这个我觉得决定于美国和其他国家对出口的限制。我认为,国际环境的气候在逐渐变暖,中国和美国也有很多合作,中国和日本的关系也在变好,所以我对设备进口的前途还是看好的。

最近几年有几个在中国本土发展的半导体公司,我觉得这些公司也都有相当好的计划,希望在不同的领域开发出先进的半导体设备来,总的形势是好的。但是我们要认识到,半导体设备是一个很复杂的系统,要做到一个设备在生产线上可靠地运转、重复性的工艺过程结果,而且能做到65纳米-45纳米并不是一件很容易的事情。我想,还需要时间。而且,我不认为中国企业要做所有的半导体设备,包括美国、日本在内,也不是所有的设备都去做。国内企业应该在某些设备上有所跨越。

如何提升我国半导体产业竞争力?

.宏观上,依据国情制定相关政策规划产业发展;微观上,推出具体措施落实方案的实施在资金投入、知识产权保护以及人才战略等方面给予支持许居衍我国早期在建设半导体工厂的同时,分别在科学院、工业部筹建了半导体研究所,在计划体制下,发挥了很大作用。工业部门研究所如十三所以及所衍生出的二十四所,在改革开放之前,支持了很多工厂的技术升级。上世纪80年代,“大办”决策抽调二十四所部分骨干在无锡建分所,并与无锡七四二厂组成微电子科研生产联合体,国家拨巨资筹建无锡微电子科研中心。但如果由于认识上和其他原因,把资金几乎全部投向生产并依赖引进,科研中心建设可行性研究报告中的设想就不能实现,还会错过我半导体技术自主创新的最佳时期。

魏少军政府一直在扶持和支持集成电路产业的发展,这点毫无疑问是完全正确的,也是必需的。关键是两点:一是制定发展战略,二是实施战略,将战略落到实处,而不是只有战略却没有具体的措施,形成空中楼阁,也就是既要顶天也要立地。

“采取什么切实有效的措施”是一个很大的课题,我想提醒一下业内同仁,认真研究一下2000年出台的18号文件为什么能够产生如此强大的驱动力的内在原因。

我认为不是钱的问题,而是要在WTO框架下学习国外鼓励高新技术产业发展的做法,根据我们自身的实际情况来制订具体有效的措施。所以我认为,顶层设计和具体的鼓励措施这两者相辅相成,缺一不可。

叶甜春政府对这种领先技术的政策层面的支持是必须的,然后在其再研发的过程中要有必要的政策和资金的支持,同时在知识产权保护方面也要提供一些相应的支持。

尹志尧在鼓励和促进中国半导体设备工业的发展方面,中国政府已经做了很多的努力,包括支持在国内发展起来的公司,比如像“中芯国际”,也包括欢迎、引进国外先进的一些半导体芯片公司和设备公司的业务到中国来,像Intel在大连建立生产线,海力士和ST在无锡也建立了12英寸生产线。我想,在未来几年内,还会有更大的推动力来促进半导体工业的发展,因为,半导体工业毕竟是现代工业的基础,是必须要去做的。

李珂半导体产业是典型的全球性、开放型的产业,并具有高投入、高风险的特点。因此对我国而言,发展半导体产业需要做到以下三点:首先,要有一个开放的理念,支持企业充分利用“两种资源,两个市场”,鼓励企业更多参与国际市场、进行国际合作;其次,要有与企业共担风险的决心。发展半导体产业不能怕担风险,“乐见其成”发展不了产业,不仅要摇旗呐喊,也要冲锋陷阵。第三,要有广纳贤才的姿态与举措。昔时燕昭王高筑黄金台求得一代名将乐毅,如今我们也需要一套能够昭告四方的人才引进制度,一个不仅能够吸引海外华人,更能够吸引韩国人、日本人,乃至欧洲人、美国人的人才政策。如果能够做到以上三点,再凭借全球第一的市场地位,相信中国的半导体强国梦必将实现。

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