魏少軍：不依賴先進工藝做出先進芯片，那才是高手

芯師爺|Core master|

2023-04-22 03:59:54 567

4月18日，在廣州舉辦的第25屆中國集成電路制造年會暨供應鏈創(chuàng)新發(fā)展大會上，中國半導體行業(yè)協(xié)會設計分會理事長、清華大學集成電路學院教授魏少軍進行了《強化設計工藝協(xié)同，提升供應鏈安全》的主題演講。

核心觀點分享

當前半導體全球供應鏈正遭到人為的破壞，有人嘗試把中國從全球半導體供應鏈中排除。

堅信中國的產業(yè)升級是走在一條正確的道路上，同時必須嚴肅地對待我們面臨的困難。

強化設計與工藝的協(xié)同，一是芯片設計公司要補工藝的課；二是芯片制造要轉變成“以產品為中心”的模式。

（圖源：CICD）

半導體全球產業(yè)鏈正遭到人為破壞

“非常不幸，我們現在碰到的就是這個問題，半導體的全球產業(yè)鏈正經歷大變局，遭到人為的破壞。”魏少軍教授在報告中詳細闡述了當前全球半導體產業(yè)鏈走向碎片化的趨勢。

過去四十年，半導體模式從System House走向IDM，再走向Fabless+Foundry式的全球分工。這個過程不僅符合客觀規(guī)律，而且推動了半導體產業(yè)的進步。此外，半導體產業(yè)鏈的全球分工，還依托于一個非常重要的原因：產業(yè)鏈上下游可以無縫銜接。

但是當前半導體全球供應鏈正遭到人為的破壞。有人在這個階段嘗試把中國從全球半導體供應鏈中排除。事實上，西方盟國也擔心在全球半導體產業(yè)鏈中被孤立化、邊緣化，因此美國出臺了《芯片和科學法案》，其他*和地區(qū)包括韓國、日本、歐盟等也出臺了相應的支持政策。這種情況也說明，我們好不容易建立起的全球供應鏈，很可能面臨碎片化的情況。

產業(yè)升級走在正確的道路上

如果全球半導體產業(yè)鏈走向碎片化，我們要怎么做才能構建一個不被別人隨意打破、強壯的半導體全球供應鏈呢？首先，我們還是要信心一點，堅信中國的產業(yè)升級是走在一條正確的道路上——產品附加值、技術、生產率、競爭力等都逐步從低到高。中國是*工廠，也是*市場，這個現象短期內不會改變。

同時，我們必須嚴肅地對待我們面臨的困難，也就是我們的芯片發(fā)展面臨著非常嚴峻的挑戰(zhàn)，國內最先進制造工藝距離國際最先進制造工藝還有約10倍性能差距。因此我們要尋找一種不依賴于最先進工藝的，而且能開發(fā)出更好的高性能芯片的設計方法。誰能用不那么先進的工藝做出先進的集成電路，那才是高手，都用最先進的集成電路工藝來做一個先進的芯片，那不是高手。

這個問題很難。因為我們的設計和制造之間已經分離了太長時間，我們沒有把它們有機結合起來，因此要把這兩者再連接起來，我們要花很多的精力。

芯片設計企業(yè)要補工藝的課

首先，芯片設計公司要補工藝的課。過去20年，中國集成電路設計業(yè)成長非常快，已經成長為全球集成電路產業(yè)的重要力量，但是短板也很明顯，比如我們的產品定義能力不強，創(chuàng)新不足，尚未擺脫跟隨和模仿；產品進步主要依靠工藝技術進步和EDA工具進步，同樣的產品性能需要使用比競爭對手更先進的工藝，而同樣的工藝做出的產品，性能往往落后于競爭對手；主要采用FOT流程，而不是COT流程；設計公司廣泛依賴代工廠提供的PDK，沒有能力開發(fā)自己的PDK；設計公司鮮有雇傭工藝工程師的情況。

這些短板在全球化的大背景下，并不構成太大的挑戰(zhàn)。但在半導體全球供應鏈被破壞，出現碎片化的時候，它們就成為致命的挑戰(zhàn)。

芯片制造要變成“以產品為中心”模式

其次，芯片制造要轉變成“以產品為中心”的模式。芯片制造有兩種模式，分別是“以生產為中心”的模式，這也是我們目前制造業(yè)主要采取的方法，另一種是以“產品為中心”的模式。

以“生產為中心”的理念是充分利用自身的能力服務好客戶，在自身條件允許的前提下，盡最大努力滿足客戶的要求。芯片制造廠與設計公司之間的關系是：單純的商業(yè)委托，客戶強烈依賴芯片制造廠的PDK。芯片制造廠的PDK則要盡可能寬容以照顧潛在的其他客戶，并且通常不會輕易調整工藝。因此，客戶的產品性能通常無法達到芯片制造廠工藝的極限水平。

如果轉變成“以產品為中心”的模式，那么芯片設計企業(yè)關注的不是客戶，而是客戶的產品；關心的不僅僅是自己的能力，還有自己和客戶兩者的能力能不能結合到一起。這兩者的結合，就產生了一種全新的合作模式：客戶依賴的是雙方合作產生的、定制的PDK，它的好處是能夠把芯片制造工藝的極限水平發(fā)揮出來。也就是回到我剛才說的，能不能用14nm做出7nm的水平呢？這要求我們的制造和設計兩者之間要緊密地合作。

結語

半導體產業(yè)鏈的全球化推動了半導體產業(yè)模式的變遷，一方面強化了各個環(huán)節(jié)的分工合作，但另外一方面也使得設計和工藝之間的聯系逐漸弱化。全球半導體供應鏈正在經歷大變局，西方嘗試將中國排除在半導體全球供應鏈之外。半導體全球供應鏈走向碎片化。

在努力維護現行半導體全球供應鏈完整性的同時，構建一個強壯的半導體本地供應鏈已經刻不容緩。除了裝備、材料的本地化外，強化設計與工藝的協(xié)同是提升供應鏈安全的重要任務。

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