魏少軍：不依賴先進(jìn)工藝做出先進(jìn)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(guó)集成電路制造年會(huì)暨供應(yīng)鏈創(chuàng)新發(fā)展大會(huì)上，中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)設(shè)計(jì)分會(huì)理事長(zhǎng)、清華大學(xué)集成電路學(xué)院教授魏少軍進(jìn)行了《強(qiáng)化設(shè)計(jì)工藝協(xié)同，提升供應(yīng)鏈安全》的主題演講。

核心觀點(diǎn)分享

當(dāng)前半導(dǎo)體全球供應(yīng)鏈正遭到人為的破壞，有人嘗試把中國(guó)從全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中排除。

堅(jiān)信中國(guó)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)是走在一條正確的道路上，同時(shí)必須嚴(yán)肅地對(duì)待我們面臨的困難。

強(qiáng)化設(shè)計(jì)與工藝的協(xié)同，一是芯片設(shè)計(jì)公司要補(bǔ)工藝的課；二是芯片制造要轉(zhuǎn)變成“以產(chǎn)品為中心”的模式。

（圖源：CICD）

半導(dǎo)體全球產(chǎn)業(yè)鏈正遭到人為破壞

“非常不幸，我們現(xiàn)在碰到的就是這個(gè)問題，半導(dǎo)體的全球產(chǎn)業(yè)鏈正經(jīng)歷大變局，遭到人為的破壞。”魏少軍教授在報(bào)告中詳細(xì)闡述了當(dāng)前全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈走向碎片化的趨勢(shì)。

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

但是當(dāng)前半導(dǎo)體全球供應(yīng)鏈正遭到人為的破壞。有人在這個(gè)階段嘗試把中國(guó)從全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中排除。事實(shí)上，西方盟國(guó)也擔(dān)心在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中被孤立化、邊緣化，因此美國(guó)出臺(tái)了《芯片和科學(xué)法案》，其他*和地區(qū)包括韓國(guó)、日本、歐盟等也出臺(tái)了相應(yīng)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(yīng)鏈，很可能面臨碎片化的情況。

產(chǎn)業(yè)升級(jí)走在正確的道路上

如果全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈走向碎片化，我們要怎么做才能構(gòu)建一個(gè)不被別人隨意打破、強(qiáng)壯的半導(dǎo)體全球供應(yīng)鏈呢？首先，我們還是要信心一點(diǎn)，堅(jiān)信中國(guó)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)是走在一條正確的道路上——產(chǎn)品附加值、技術(shù)、生產(chǎn)率、競(jìng)爭(zhēng)力等都逐步從低到高。中國(guó)是*工廠，也是*市場(chǎng)，這個(gè)現(xiàn)象短期內(nèi)不會(huì)改變。

同時(shí)，我們必須嚴(yán)肅地對(duì)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(yán)峻的挑戰(zhàn)，國(guó)內(nèi)最先進(jìn)制造工藝距離國(guó)際最先進(jìn)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(jìn)工藝的，而且能開發(fā)出更好的高性能芯片的設(shè)計(jì)方法。誰能用不那么先進(jìn)的工藝做出先進(jìn)的集成電路，那才是高手，都用最先進(jìn)的集成電路工藝來做一個(gè)先進(jìn)的芯片，那不是高手。

這個(gè)問題很難。因?yàn)槲覀兊脑O(shè)計(jì)和制造之間已經(jīng)分離了太長(zhǎng)時(shí)間，我們沒有把它們有機(jī)結(jié)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(shè)計(jì)企業(yè)要補(bǔ)工藝的課

首先，芯片設(shè)計(jì)公司要補(bǔ)工藝的課。過去20年，中國(guó)集成電路設(shè)計(jì)業(yè)成長(zhǎng)非常快，已經(jīng)成長(zhǎng)為全球集成電路產(chǎn)業(yè)的重要力量，但是短板也很明顯，比如我們的產(chǎn)品定義能力不強(qiáng)，創(chuàng)新不足，尚未擺脫跟隨和模仿；產(chǎn)品進(jìn)步主要依靠工藝技術(shù)進(jìn)步和EDA工具進(jìn)步，同樣的產(chǎn)品性能需要使用比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更先進(jìn)的工藝，而同樣的工藝做出的產(chǎn)品，性能往往落后于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手；主要采用FOT流程，而不是COT流程；設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(gòu)成太大的挑戰(zhàn)。但在半導(dǎo)體全球供應(yīng)鏈被破壞，出現(xiàn)碎片化的時(shí)候，它們就成為致命的挑戰(zhàn)。

芯片制造要變成“以產(chǎn)品為中心”模式

其次，芯片制造要轉(zhuǎn)變成“以產(chǎn)品為中心”的模式。芯片制造有兩種模式，分別是“以生產(chǎn)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(chǎn)品為中心”的模式。

以“生產(chǎn)為中心”的理念是充分利用自身的能力服務(wù)好客戶，在自身?xiàng)l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(shè)計(jì)公司之間的關(guān)系是：?jiǎn)渭兊纳虡I(yè)委托，客戶強(qiáng)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(huì)輕易調(diào)整工藝。因此，客戶的產(chǎn)品性能通常無法達(dá)到芯片制造廠工藝的極限水平。

如果轉(zhuǎn)變成“以產(chǎn)品為中心”的模式，那么芯片設(shè)計(jì)企業(yè)關(guān)注的不是客戶，而是客戶的產(chǎn)品；關(guān)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(jié)合到一起。這兩者的結(jié)合，就產(chǎn)生了一種全新的合作模式：客戶依賴的是雙方合作產(chǎn)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(shè)計(jì)兩者之間要緊密地合作。

結(jié)語

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的全球化推動(dòng)了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)模式的變遷，一方面強(qiáng)化了各個(gè)環(huán)節(jié)的分工合作，但另外一方面也使得設(shè)計(jì)和工藝之間的聯(lián)系逐漸弱化。全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈正在經(jīng)歷大變局，西方嘗試將中國(guó)排除在半導(dǎo)體全球供應(yīng)鏈之外。半導(dǎo)體全球供應(yīng)鏈走向碎片化。

在努力維護(hù)現(xiàn)行半導(dǎo)體全球供應(yīng)鏈完整性的同時(shí)，構(gòu)建一個(gè)強(qiáng)壯的半導(dǎo)體本地供應(yīng)鏈已經(jīng)刻不容緩。除了裝備、材料的本地化外，強(qiáng)化設(shè)計(jì)與工藝的協(xié)同是提升供應(yīng)鏈安全的重要任務(wù)。

免責(zé)聲明：本文采摘自“芯師爺”公眾號(hào)，本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，不代表薩科微及行業(yè)觀點(diǎn)，只為轉(zhuǎn)載與分享，支持保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明原出處及作者，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系我們刪除。

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