原標(biāo)題:我知道你們很想看他的訪談
[俠客島按]
由于中美貿(mào)易戰(zhàn)的緣故,,國(guó)人對(duì)芯片的關(guān)注度急劇上升,。
芯片,又稱微電路,,是指內(nèi)部含有集成電路的硅片,。制成這樣的硅片,要將上億個(gè)晶體管在指甲蓋大小的硅晶片上精確排布,,前后要經(jīng)過(guò)近5000道工序,。芯片的設(shè)計(jì)和制造技藝總在不斷迭代,每次迭代總能深刻影響半導(dǎo)體領(lǐng)域的行業(yè)格局,。
自上世紀(jì)50年代起,,中國(guó)大陸的集成電路產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了六十余年的發(fā)展歷程,“缺芯少魂”卻一直是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大困境,。去年以來(lái),,中興、華為兩家企業(yè)遭遇的芯片,、操作系統(tǒng)“斷供”事件,,再次將這一困境凸顯出來(lái)。
為此我們不禁要問(wèn):我國(guó)發(fā)展現(xiàn)狀和水平如何,?當(dāng)前面臨的最大瓶頸是什么,?實(shí)現(xiàn)突圍,、自立自強(qiáng),,還有多遠(yuǎn)的路要走,?
就這些問(wèn)題,我們與中國(guó)工程院院士,、中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所研究員倪光南老先生展開(kāi)了一番對(duì)話,。文字、視頻總有一款適合你。
警醒
俠客島:有人說(shuō),多少有關(guān)提倡創(chuàng)新的宣傳報(bào)道,,都抵不上“中興事件”“華為事件”的警示來(lái)得深刻、有效。您如何看待這兩個(gè)事件,?
倪光南:“中興事件”“華為事件”沒(méi)有發(fā)生之前,,很多人覺(jué)得芯片就是很普通的電子元器件,,直接從市場(chǎng)上買來(lái)用就是了。但實(shí)際上,芯片技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的制高點(diǎn),,關(guān)系到國(guó)家的競(jìng)爭(zhēng)力和信息安全,。
中興、華為事件的發(fā)生,,讓我們意識(shí)到芯片技術(shù)和芯片產(chǎn)業(yè)的極其重大的價(jià)值,,形成了全民自發(fā)地關(guān)心中國(guó)芯片技術(shù)發(fā)展和芯片產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的局面,。
從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō),,上述事件像“警醒針”一般,,有積極的一面,。
短板
俠客島:經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,,我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平如何,?與美國(guó)相比,還有多大差距,?具體體現(xiàn)在哪些方面?
倪光南:在芯片設(shè)計(jì)方面,中國(guó)做得不錯(cuò),。中國(guó)擁有全球數(shù)量最多的芯片設(shè)計(jì)公司,,芯片設(shè)計(jì)水平也位列全球第二,,僅次于美國(guó)。我們?cè)O(shè)計(jì)出了一批優(yōu)秀產(chǎn)品,,連續(xù)幾年登上世界第一寶座的“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)用的CPU(中央處理器)芯片,,就是典型代表。國(guó)產(chǎn)手機(jī),、電腦和服務(wù)器用的CPU芯片性能也基本上達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平,。
即便如此,中國(guó)在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域還存在設(shè)計(jì)工具方面的“短板”,。芯片設(shè)計(jì)需要依賴電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具(EDA),,這一工具使設(shè)計(jì)者能用計(jì)算機(jī)進(jìn)行邏輯編譯、化簡(jiǎn),、分割,、綜合、優(yōu)化,、布局,、布線和仿真等工作,最終完成芯片設(shè)計(jì),。
不過(guò),,提供該軟件服務(wù)的主要是3家美國(guó)公司。
在芯片制造領(lǐng)域,,包括制造工藝和制造裝備方面,,中國(guó)能力尚弱。
芯片制造聽(tīng)上去像是傳統(tǒng)制造,,實(shí)際上其制造工藝和裝備的精密,、繁雜程度遠(yuǎn)超后者。具體來(lái)說(shuō),,其工藝包括光刻,、刻蝕、離子注入,、薄膜生長(zhǎng),、拋光,、金屬化、擴(kuò)散,、氧化……不一而足,。
與上述制造工藝相對(duì)應(yīng)的,是200多種關(guān)鍵制造裝備,,包括光刻機(jī),、刻蝕機(jī)、清洗機(jī),、切割減薄設(shè)備,、分選機(jī)以及其他工序所需的擴(kuò)散、氧化,、清洗設(shè)備等,。每種裝備的制造技術(shù)要求都很高,制造難度極大且造價(jià)十分高昂,。
目前,,在芯片制造領(lǐng)域,占有領(lǐng)軍地位的企業(yè)大多來(lái)自美國(guó),、日本等國(guó)家,,中國(guó)芯片制造廠80%的裝備需要從國(guó)外進(jìn)口。
有了這些先進(jìn)裝備是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,,還要開(kāi)設(shè)生產(chǎn)線,、制定經(jīng)營(yíng)計(jì)劃。建廠,、設(shè)備安裝及調(diào)試往往需要2-3年時(shí)間,,這意味著芯片制造企業(yè)要預(yù)先對(duì)市場(chǎng)需求做出判斷。芯片制造技術(shù)不斷迭代更新,,之前的設(shè)備及生產(chǎn)線到真正投產(chǎn)時(shí)是否能滿足市場(chǎng)需求,,猶未可知。如果新建成的生產(chǎn)線不能充分實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),,之前的投入將面臨重大風(fēng)險(xiǎn),。
此外,芯片制造所需的材料也大量依賴進(jìn)口,,有的材料如光刻膠需全部進(jìn)口,。國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模偏小、技術(shù)水平偏低,,國(guó)產(chǎn)材料的銷售規(guī)模占全球比重不到5%,,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距。
后發(fā)
俠客島:很多工業(yè)領(lǐng)域,我們成功實(shí)現(xiàn)了跨越和趕超,,比如高速鐵路、家用電器領(lǐng)域,,但在集成電路領(lǐng)域,,這種景象沒(méi)能出現(xiàn)。原因何在,?
倪光南:從歷史原因來(lái)看,,我們起步晚。1947年,,美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了半導(dǎo)體點(diǎn)接觸式晶體管,。直到1956年,中國(guó)才成功制成第一根硅單晶,。鑒于早期的計(jì)算機(jī)是用分立元件(電子管,、晶體管等)做的,彼時(shí)中國(guó)還可以跟隨國(guó)外的計(jì)算機(jī)技術(shù),。
隨著集成電路發(fā)展到大規(guī)模集成電路時(shí)代,,中國(guó)由于沒(méi)有集成電路產(chǎn)業(yè)的支撐,就明顯追趕乏力了,。而,世界上的芯片技術(shù)卻突飛猛進(jìn)。到目前為止,,雖然我們有華為海思,、中芯國(guó)際等國(guó)際知名的芯片設(shè)計(jì)和芯片制造企業(yè),
但就整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展而言,,相較國(guó)際先進(jìn)水平,,我們可能需要一二十年才能追趕上。
起步晚是重要的歷史原因,,主導(dǎo)理念的偏差導(dǎo)致創(chuàng)新推進(jìn)不夠是現(xiàn)實(shí)原因,。曾經(jīng),我們?cè)诤芏喾矫?,希望能夠用更省事的辦法解決問(wèn)題,,所謂“造不如買,買不如租”,。實(shí)踐證明,,核心技術(shù)是買不來(lái)的。中國(guó)芯片行業(yè)的“短板”最終還是需要中國(guó)人自己通過(guò)努力奮斗不斷推進(jìn)創(chuàng)新,,一步一步踏實(shí)追趕,。
突破
俠客島:面對(duì)內(nèi)部“短板”、外部封鎖等難題,中國(guó)芯片技術(shù)和產(chǎn)業(yè)要怎么做才能實(shí)現(xiàn)突破,?
倪光南:從供應(yīng)鏈安全的角度來(lái)看,,一旦供應(yīng)鏈的某個(gè)環(huán)節(jié)“斷供”,就會(huì)使整個(gè)行業(yè)陷入被動(dòng),。這種情況下,,需要集中力量去突破供應(yīng)鏈中薄弱環(huán)節(jié)的關(guān)鍵核心技術(shù)。
而關(guān)鍵核心技術(shù)的發(fā)展,,往往是從無(wú)到有,、從小到大的過(guò)程,要有“板凳要坐十年冷”的思想準(zhǔn)備,。
核心技術(shù)的發(fā)展成熟也離不開(kāi)市場(chǎng)的支持,,新研發(fā)出來(lái)的核心技術(shù)和產(chǎn)品如果沒(méi)機(jī)會(huì)到市場(chǎng)去試錯(cuò),沒(méi)有進(jìn)入市場(chǎng)的良性循環(huán),,不管是軟件還是硬件,,都很難達(dá)到用戶滿意的水平。
正是在這個(gè)意義上,,習(xí)近平總書(shū)記要求做好市場(chǎng)化引導(dǎo),。我們強(qiáng)調(diào),政府采購(gòu)應(yīng)當(dāng)支持國(guó)產(chǎn)自主研發(fā)芯片和軟件,,應(yīng)當(dāng)突出網(wǎng)絡(luò)安全要求,,使國(guó)產(chǎn)自主研發(fā)芯片和軟件有進(jìn)入市場(chǎng)應(yīng)用的機(jī)會(huì),接受檢驗(yàn)和磨礪,,只有這樣,,才能不斷走向成熟。
從產(chǎn)業(yè)集群的角度來(lái)看,,可以參考硅谷的產(chǎn)業(yè)集群模式,。
在硅谷,有一流的研究機(jī)構(gòu)和大學(xué),、諸多創(chuàng)業(yè)者,、充裕的風(fēng)險(xiǎn)投資資本,它們之間形成了緊密的合作網(wǎng)絡(luò),,實(shí)現(xiàn)了人才,、技術(shù)、資本,、經(jīng)營(yíng)方面的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,。
北京的中關(guān)村有潛力打造成芯片技術(shù)和產(chǎn)業(yè)集群的高地。不妨充分利用周圍的科研院所及人才資源,,加之國(guó)家政策和資本的支持,,統(tǒng)籌資金和研發(fā)資源,,加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作,做出有中國(guó)特色的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)集群項(xiàng)目,。
發(fā)展大型軟件或芯片產(chǎn)業(yè)的投入周期,,往往以一二十年來(lái)計(jì),資金投入非常大,,
單純靠市場(chǎng)和企業(yè)是難以實(shí)現(xiàn)快速突破的,。
因?yàn)椋话愕钠髽I(yè)會(huì)有壓力,,比如說(shuō)上市公司要出報(bào)表,要做厚利潤(rùn),,要向股東證明自己的業(yè)績(jī),。
因此,要發(fā)揚(yáng)舉國(guó)體制和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)相結(jié)合的優(yōu)勢(shì),,比如,,國(guó)家層面制定一些長(zhǎng)期規(guī)劃綱要和發(fā)展計(jì)劃。
與此同時(shí),,積極引入金融市場(chǎng)的配套支持,,比如風(fēng)險(xiǎn)投資在資金方面的支撐,要鼓勵(lì)企業(yè)在研發(fā)生產(chǎn)方面的投入,,注意平衡企業(yè)在研發(fā)過(guò)程中可能出現(xiàn)的短視行為,。
總的來(lái)說(shuō),發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè),,要有長(zhǎng)期的思想準(zhǔn)備和投入,,不能指望短短幾年就獲得回報(bào),真正把集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來(lái),,恐怕還要一二十年的時(shí)間,,我們要有決心,也要有定力,,要把行業(yè)“短板”補(bǔ)齊,,踏踏實(shí)實(shí)堅(jiān)持做下去。