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蔡南雄:发挥中国特色做大做强集成电路产业

时间:2017-05-24  作者:本站  浏览次数: 357

    中国制造业实体经济总体而言已经奠定“制造大国”的地位,但还不是“制造强国”,相较美国、德国、日本等工业先进国家我们仍存在相当大的距离。进一步探究不难发现,中国制造业有这样三类:一部分产业已经既大且强,如高铁;一部分产业只大不强,如电子整机;一部分既不强又不大,如集成电路。

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    集成电路的分类

    集成电路是科技的基石,没有它成不了高科技产业。其产品和其他工业产品有很大的区别,具有体积小、种类多、数量大、应用广、变化快等特点,而且其生产技术牵涉到基本的物理、化学、数学专业广泛且深奥。

    集成电路在系统产品的角色就像人的大脑、神经、五官和四肢:五官和四肢负责和外界交流,大脑负责思考和指挥怎么交流,神经负责在两者之间传递信息。

    虽然三者合起来占身体体积的比例很小,但没有它们人就成了植物人。各种自动化、智能化的高科技应用无非就是这三类集成电路的巧妙组合。这些组合可以复杂到“像人”的机器人,也可以简单到计时的电子表和计量的电表,因此集成电路的种类繁多。记得前中国半导体协会理事长俞中玉先生曾说任何时候在市场上交易的集成电路有三、四万种,而且还不断地推陈出新。

    这三万多种集成电路可以大致归纳为十四大类:MEMORY(内存)、CPU、DSP、 PLDs & Other、 Logic(Wireless)、Logic(Computer)、4-32b MCU、Logic (wired)、Logic(Consumer)、Logic(Auto & Industrial)、Display controllers & Drivers、ANALOG、Sensors、Discretes、 Optoelectronics。这十四大类再根据产品的市场竞争力是否一直追随Moore(摩尔)定律演进区分为两大类:前四类:内存、CPU、DSP、PLDs的主流产品的竞争力一直追随摩尔定律演进,因此称为more Moore产品;后面十类的市场竞争力和摩尔定律关系不大,称为more than Moore产品。

    这两大类中,More Moore产品主要的功能就如大脑,用在做思考、计算、决定、记忆、指挥,而more than Moore产品主要的功能就如神经、五官和四肢,用在对信息传递、感知、控制、执行、显示。功能不同,产品的设计和生产技术也很不一样。完整的智能系统,两类产品都必须有。

    这两大类有以下几点不同之处:

    2

    中国集成电路产业现状:不强且不大

    强,就是技术档次高、经营效益好;大,就是产品种类全、数量大。目前中国集成电路产业即不强又不大。

    三万多种集成电路归纳起来数量有大有小,技术档次有高有低。我国作为制造大国,集成电路的生产不强,因为同一种类产品的技术档次主要只集中在中低档次,少有高档次的;规模不大,因为产品的种类少、份额小(如果不包括三星、海力士、德仪、英特尔在大陆生产的份额,我国集成电路生产占世界市场份额只剩下不到10%)。因此我国集成电路产业不但不强更不大。每年大量依靠进口,造成两千多亿(这个规模还在一直不断扩大中)的外汇流失,也错失很多从事科技产业工作的机会。

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    出路:不但要做强,更应该做大

    中国是拥有近一千万平方公里领土,为世界上第一人口大国。人口数量是综合国力第一大国美国的四倍,是领土第一大国俄罗斯的十倍,也分别是工业强国日本和德国的十一倍和十四倍。按照比例,在重要产业方面,中国的规模数倍于这些国家是再自然不过的事,代表高科技能力的集成电路产业更应该如此。那么要多大?我认为应该种类要尽量做全,数量要达到全球一半左右的规模。

    去年全球所需要的三万多种集成电路的总销售金额大约两万亿元。其中百分之九十以上是来自总人口不到十三亿的北美、西欧、日本、韩国、台湾、马来西亚、新加坡等主要生产地区分布全球的106座12寸、181座8寸、226座6寸及一些6寸以下的集成电路生产工厂生产供应的。对照之下,拥有差不多一样人口的中国,应该要能做到一半,即:每年一万亿人元左右(未来每年还要跟着成长)才算是集成电路制造大国。(工厂数目参考:SEMI/GartnerMarket Symposium, SEMICON West,July/13/ 2015)

    这目标是很大,当然不是一蹴而就。但是有了目标,才能科学分析要做什么?要怎么做?要多少资源去做?目标难才会有创意与动力,才能和国际大公司竞争。

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    已经有积极的政策支持more Moore产品

    对于more Moore产品我国是后来者,量产的技术水平落后最先进的企业至少两代(目前是28nm对14nm),而且这些先进企业仍然按照摩尔定律的规律往前冲(5nm已经搬上日程)!我们作为后来者必须加倍努力才能赶上,因此国家已经规划每年投以千亿计的资金,创造有利环境,购买昂贵先进设备,招揽专业人才,积极推动more Moore产品工艺指标的内存、设计指标的CPU和移动通讯、高档的测试和封装,技术自行研发/并购引进并行。气候已经形成,建设正如火如荼进行,成果值得期待。

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    独具特色的more than Moore 发展思维

    第二节的比较表显示More than Moore类集成电路产业的特性和More Moore类集成电路几乎完全相反。全球有能力开发最先进More Moore类集成电路的企业只有数十家、产品只有数百种,生产公司也就只有台积电、联电、格罗方德、三星、海力士、美光、Intel等十来家,因为只有它们才有长期各种资源的积累,具备足够的人力和财力来跟进摩尔定律的演变。而More than Moore类集成电路技术成熟,经济规模相对较小,建立新工厂需要的资源相对少很多,数百座生产工厂散布世界各地,面向的客户数以千计,产品种类数以万计足够让数百家生产公司分享。因此对发展这两大类产品的战略理应有不同的思维。

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    资源集中发展More Moore,遍地开花发展More than Moore

    目前中国的12寸、8寸、6寸的集成电路生产工厂数目分别为6座、11座和25座,各占不到全球10%。因此要做到全球一半,各种尺寸的工厂加起来还有两百座以上要建,建一座有经济规模的M

    More than Moore类集成电路新工厂需要的资金以十亿为单位,不到以百亿为单位的More Moore类工厂的十分之一。后者资金需求太大,爬坡时间太久,只能以国家的力量,集中资源才能承担。前者,花费不到十分之一的More than Moore类新工厂,则各地有能力有需要的地方政府和企业都能承担。

    改革开放发展至今,中国成功地成为世界第二大经济体,也有不少省市自治区和企业具备了世界上中等国家的格局。但是目前过去賴以成长的传统劳力密集产业已经饱和,收入要继续成长都必须转型。提升产业档次,引进技术密集又资本密集的集成电路产业是很好的选项之一。但是目前这种想法最大的障碍是大家普遍对集成电路产业不了解乃至误解,加上受急功近利的思维左右,多数先热后冷导致裹足不前。如果国家能引导并且协助这些有能力、有需要的地方政府和企业破除误解,转变心态,让他们一起来推动这百座以上集成电路生产工厂在中国广袤的土地上遍地开花,形成中央和地方分别推动More Moore类和More than Moore类集成电路产业的热潮,则中国集成电路产业强大是值得期待的。

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    中国特色的制造业发展:一窝蜂、遍地开花、摸着石子过河

    回顾中国改革开放的历程,可以总结出:十三亿勤奋的人民,摸着深圳特区的石子试验成功过河后,全国29个省市自治区和企业根据自己的条件和需要,一窝蜂地上马了各种产业:食品、服饰、房地产、建材、五金、家电、汽车、玩具、太阳能、风电、LED、工作母机、地铁、高铁、高速公路、机场、采矿、冶金等等不一而足遍地开花,成就了全国大覆盖的量变。就是有了这量“大”的基础,才能承担不断分解整合、存精去芜的质变,使量和质都得到很大的提升而成为制造大国。因此,实事求是地讲,中国改革开放的奇迹表现出来的是全国上下思想解放后一窝蜂、遍地开花、小心翼翼摸着石子过河创造出来的。

    要建立即强且大的More than Moore类集成电路产业,就要发扬上述别人不敢做也不敢想的成功经验: 一窝蜂遍地开花的人海战术、边做边学的摸着石子过河,因为:我们拥有诸多与众不同、得天独厚的优势所在:

    1.近一千万平方公里的广袤国土(工业大国日本的二十倍以上)作为发展产业的根基;

    2.全国统一的29个省市自治区,资源丰厚各具发展特色,又能统一调度截长补短发挥效果(科技发达的欧洲不统一,统一调度不容易);

    3.人口基数大,即是生产力,更是消费力(是第一强国美国的四倍,人口红利优势明显;而人口差不多一样的印度则受社会制度影响,多数人工作态度比较消极,而勤奋则是中国人的传统美德);

    4.有三千多年积累的哲学思想和政治制度经验,更有改革开放后建立的中国特色经济发展模式,能够集中精力讲求效果发展经济(近期国际形势不难发现西方国家民主制度容易被操控、效率低);

    5.世界第二大经济体的财政实力(GDP已经是第一大美国的70%,第三大日本的两倍)。

    这些条件足以让中国的产业发展,特别是即不大又不强的集成电路产业,不必也不应该受到各种条条框框的束缚, 能够一如既往地解放思想另辟蹊径,符合中国格局,发挥中国特色: 全国上下一条心、一窝蜂、遍地开花、摸着石子过河,走别人不敢走也没有能力走的道路,就像一带一路倡议一样!

    作者简介

    蔡南雄,蔡博士曾经在美国矽谷Intel和Fairchild担任IC工艺开发工程师。从1983年起,蔡博士先后合伙创办了台湾茂矽电子公司、江苏无锡华晶上华半导体公司、台湾合晶材料有限公司、浙江宁波中纬集成电路以及长沙创芯集成电路有限公司,负责各项专业工作,以及担任总经理和董事长职务;也曾担任过香港华智半导体公司、台湾茂德电子公司、上海宏力半导体公司、及上海北车永电电子科技有限公司总经理。

    蔡博士曾经直接参与五座IC生产工厂及一座矽片生产工厂的兴建。并且从事Memory、Logic、IGBT等产品和生产工艺的研究开发、工厂管理和产品销售等企业管理工作。在国际交流方面,蔡博士曾经亲自执行技术移转给台湾/日本/韩国合作伙伴,也曾经从德国/日本/美国合作伙伴接受技术移转。

    蔡博士曾获得台湾新竹交通大学杰出校友及台湾十大杰出工程师的荣誉。蔡博士亦曾任职多间港台上市公司高层,包括台湾茂矽电子(台湾上市)、台湾茂德科技(台湾上市)、上海宏力半导体厂(香港上市)、宁波中纬、长沙创芯集成电路、台湾合晶材料有限公司(台湾上市)、北车永电。

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