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 03:59:54 561

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新發展大會上，中國半導體行業協會設計分會理事長、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律，而且推動了半導體產業的進步。此外，半導體產業鏈的全球分工，還依托于一個非常重要的原因：產業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。

產業升級走在正確的道路上

如果全球半導體產業鏈走向碎片化，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展面臨著非常嚴峻的挑戰，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成長非常快，已經成長為全球集成電路產業的重要力量，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。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。

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

半導體產業鏈的全球化推動了半導體產業模式的變遷，一方面強化了各個環節的分工合作，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同是提升供應鏈安全的重要任務。

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