對話中國集成電路創新聯盟理事長曹健林：重新定義中國的集成電路發展路徑

近年來，集成電路產業已經成爲世界各國越來越重視的戰略性產業，尤其在我國，集成電路產業受到了前所未有的關注，並在政策、技術和資本的推動下獲得了蓬勃發展。據中國半導體行業協會統計，2022 年中國集成電路產業銷售額 12006.1 億元。其中，設計業銷售額爲 5156.2 億元；製造業銷售額爲 3854.8 億元；封測業銷售額 2995.1 億元，設計業、製造業、封測業佔比分別爲 42.9%、32.1%、24.9%。根據國家統計局公佈數據顯示，2014 年中國集成電路產量爲 1015.53 億塊，2022 年中國集成電路產量爲 3241.9 億塊，年產量已經翻了三倍。全產業鏈都在行動。

在國內集成電路產業蓬勃發展的同時，國際環境日趨錯綜複雜，集成電路產業開始成爲大國競爭的戰略焦點。美國頻頻發起芯片「禁令」，陸續出臺《2022 年美國競爭法案》《芯片和科學法案》及相關行政令，希望通過鉅額產業補貼和限制出口、投資的「霸王條款」，推動芯片製造等集成電路產業「迴流」本國。

當前，世界百年未有之大變局加速演變，中國集成電路產業正處於機遇和挑戰並存的新時期。在第七屆國際先進光刻技術研討會期間，中國集成電路創新聯盟理事長曹健林研究員接受了半導體產業縱橫採訪。作爲產業界的資深專家，他深刻解讀了當前全球半導體產業發展面臨的難題，闡釋了我國集成電路產業發展路徑，以及光刻產業等相關領域的進展。
全球半導體產業發展面臨哪些難題和機遇？

1950 年代，集成電路的誕生正式開啓了「硅器時代」，從此拉開了全球半導體產業的序幕。此後，半導體產業不斷髮展，在摩爾定律的推動下，芯片的複雜指數增加。半導體產業具有明顯的全球化特點，產業鏈涉及芯片設計、材料、裝備、製造等多個環節，供應鏈長、具有競爭優勢的上下游企業分佈在全球不同國家，全球化成爲半導體產業繁榮發展的重要推動力。

隨着《美國芯片法案》、《歐洲芯片法案》的推出，半導體芯片的「去全球化」趨勢愈發明顯。複雜的國際政治經濟環境，使得半導體發展面臨了前所未有的難題。曹健林表示，全球半導體產業發展現在碰到最大的問題是「逆全球化」。

半導體產業發展至今，包括研究、產業甚至基礎理論都帶有明顯的全球化特徵。發展中國家，比如中國是最大的應用市場；發達國家，比如美歐日等具備基礎理論的研究、先進技術的研究。現在，一些發達國家想要打破現有格局，這對於中國集成電路的技術研究和產業發展產生了重要影響。但同時，曹健林強調，半導體產業具有應用牽引、需求牽引特徵，需求牽引就是靠最大的市場需求。只有市場大了，才能產生足夠增量需求，進而牽引和推動基礎研究和技術研發。在技術突破後，進行擴大生產，解決擴大生產、降低成本中碰到的問題，從而推動半導體技術的整體進步。

現在有些發達國家把半導體產業「政治化」，不想分工協作了，那就迫使像中國這樣的發展中國家加大「補短板」的力度。一方面，一些特定領域的封鎖對於中國目前的發展是有影響，如高端裝備、材料和關鍵技術；另一方面，這種封鎖促進了中國人自力更生、自立自強。如果說，中國原來科學技術的自立自強屬於期望有一個完整的產業鏈，現在有人「逼着」我們這麼做，大大提升整個業界在這一點上的共識和奮進。

曹健林感慨道：「我以前在這個領域從事科學和技術的研究，後來從事科技的管理，再後來做全國的應用推廣。我深深的感到，這種國外的封鎖固然給我們造成了一時的影響，但它更是激發了中國人民的鬥志，特別是要實現科技自立自強的共識空前高漲。對於國內集成電路行業來說，很多領域的環境是變好了。原來最大的問題是『沒有人願意幹』，不是沒有興趣，是怕興趣得不到承認和支持。」

今天的科技發展有兩個明顯的特徵：第一，一旦一個國家具備一定的經濟基礎，這個國家的人民銳意創新進取，那麼任何人阻擋不了發展科學技術的歷史行程。 第二，現代科技一大特點在於可學習、可複製、可站在前人的基礎上繼續向前走。 中國有全球最大的市場、有全球最多的人口、還有全球最大的有效需求。 這樣的情况下一定會激勵更多的人去研究新的科技、去創造新的產品。 同時我們還有全球最大的人才培養基地，全球最多的工學院、理學院，全球最多讀工科、理科的學生，這些資源是不屬於某些國家，也不受某些國家控制的。

「卡脖子」問題背後的實質和突破路徑
儘管國內半導體產業發展速度很快，但在發展中還存在短板，如高端晶片、資料、設備自給率低等問題。

在提及我國集成電路還存在哪些「卡脖子」問題時，曹健林表示：「卡脖子」問題是很多的，專業隊伍的人每天在考慮的都是「卡脖子」問題。 但我們有很好的前景，對解决這些問題應該有信心。」 「卡脖子」問題背後還表現為「路徑依賴」。 一是中國走的路都是已開發國家走過的路，路徑依賴有一定的歷史必然性。 當你什麼都不知道、白手起家的時候，一定要學習人家的發展軌跡，有人成功至少證明這條路徑是行得通的。 二是剛剛起步的時候必須靠現有市場取得回報，才能保證可持續發展，如果一上來就標新立異，難以得到市場認可。

在評估路徑依賴上， 曹健林談到： 「在這條路上，我們走的其實是不錯的，現在在集成電路終端產品的市場上，無論是顯示、通訊、電動汽車，很多都是中國造的。當然，這其中一些關鍵元器件還有瓶頸。我們的強項是產品應用和製造，我們的弱項是關鍵元器件、關鍵資料、關鍵裝備。當我們把弱項都補上後，我們要開創中國自己的發 展道路，打破路徑依賴。 換句話說，等中國真的把資料、裝備、關鍵工藝等短板都補齊後，我們一方面可以在原來的路徑上繼續探索，另一方面可以自己重新定義發展路徑。 總之，全球化是一定要走下去的，有人不願意走了，那我們就再開一條路。」

對於未來需要重點關注的創新技術和未來應用，曹健林舉例，「現在的應用有很多，比如中國的新能源、電動汽車、超遠距離輸電等，都是集成電路新的、非常廣闊的應用領域。」

除了業界的關注，在談到電晶體產業的發展，曹健林對福斯的關注提了兩點建議：第一，給中國半導體產業發展一定的容忍度。 在發展的過程中要允許失敗。 因為一條新路在走的時候，總會碰到一些挫折。 面對這些挫折，希望無論是政府還是公眾都可以給一些理解。 第二，給予持續、長期的支持。 儘管中國是最大的市場，國內還有關鍵資料、關鍵設備的問題，如果國產資料和設備馬上投入市場，可能短時間內還無法獲得市場的信任，需要政府、風險投資機構等方面的支持。 總之，需要給一點時間，讓國內的集成電路產業成長起來。

我國該如何抓住機遇和迎接挑戰？
在進入14nm以下先進節點之後，電晶體密度的增速在放緩，晶片主頻的提升速度變慢，效能的改善越來越難。 摩爾定律的發展放緩，先進制程工藝逐漸逼近物理極限，進一步縮小特徵尺寸變得特別困難。

進入後摩爾時代，集成電路發展會面臨更多挑戰。 在半導體產業不斷探索新技術的今天，對於我國該如何抓住機遇、迎接挑戰的問題。 曹健林說到： 「預測未來是很難的，但短期可以看到的有兩點：第一點，未來應用的面會更廣。今後，無論在能源、交通、農業等領域，相信電晶體都會有越來越多的應用。第二點，在產業的發展中還會持續降低成本，在應用上會出現專用和多用結合。也就是說，除通用晶片外，將出現更多的專用晶片，它沒有非常 複雜的能力，但某項專有功能效能非常突出。 比如說智慧家居的感測器，這種感測器也是電晶體的應用領域，這方面的應用也會越來越多。

聚焦攻堅領域，現在中國光刻產業的進展如何？
光刻是晶片製造過程中最重要、最複雜也最昂貴的工藝步驟之一，其成本占總生產成本的30%以上。 光刻機也是光刻工藝中最貴的電晶體設備。 ASML是全球最大的光刻機製造商，同樣也是唯一一家能够製造EUV光刻機的廠商。 2019年開始，美國就禁止ASML將EUV光刻機出口至中國。 近年來，美國對於光刻機不斷的收緊限制，今年6月，不止EUV光刻機，包括最新型號的深紫外光刻設備也不允許出口到中國。 到了10月，美國再次更新出口新規，其1980Di深紫外光光刻機（DUV）對一些中國大陸晶圓廠禁止出口。

談及中國的光刻產業發展，曹健林談到， 「世界前沿的光刻技術，比如說3nm、5nm等是使用EUV光刻、短波長的光刻實現，這是需要學科基礎的，比如說工程光學、精密器件、自動控制、資料的基礎，經過多年的發展可以說中國已基本具備了這些學科基礎。現時，我國發展先進光刻技術的主要障礙是缺少工程經驗，缺乏實踐機會。過去，我們 比較相信全球化，ASML、尼康、佳能製造光刻機，國內購買光刻機進行晶片製造。 現在不賣我們光刻機，那就需要自己製造，這就需要工程基礎。 換句話說，要把裝備做好並能大量應用是需要時間的。 這方面的確是我們的弱項，我們剛剛起步，時間還不是很長，也就15年左右。」

採訪最後，曹健林很樂觀的說到：「未來，他們做過的事，我們都會做出來。」

中國半導體產業道阻且長，行則將至！