魏少军：能用不那么先进的工艺做出先进的芯片，才是高手

4月18日，第25届中国集成电路制造年会暨供应链创新发展大会在广州举行。在本届大会的高峰论坛上，中国半导体行协会设计分会理事长，中国集成电路创新联盟常务副理事长，国家科技重大专项01专项技术总师魏少军以《强化设计工艺协同，提升供应链安全》为主题发表演讲报告。

移动通讯标准统一，促进了产品和技术的统一

半导体全球供应链的诞生，并不是人为因素在推动，更重要的是产业发展的自身规律。在过去三四十年中，行业有两个重要的事情发，其一是移动通讯技术的标准统一，促进了产品技术和产品的统一。

魏少军表示，每个人都是移动通讯发展的受益者，“上世纪90年代，我们更多的还是引进国际模拟通讯标准，模拟转向数字后出现了GSM和CDMA。世纪之交转入第三代通讯技术（3G）后，大唐电信提出了著名的TDS-CDMA，实现与国外标准三足鼎立，中国成为重要玩家。”但在移动通信领域不是标准越多越好，而是标准统一最好，这也决定了3G是非常短的过渡标准。

很快核心网在标准上实现了统一，采取了FDD和TDD两种空口模式，初步实现全球范围内的漫游。而到第五代移动通讯（5G），才真正意义上实现第一次全球通讯的统一。至于到第六代移动通讯（6G）时代是否还能统一，魏少军表示现在不好说，因为当前逆全球化风气太盛。“但有一点可以确认的是，如果移动通讯的标准出现碎片化，那就不可能再是全球通移动通讯，让大家从全球漫游的通讯模式倒退回去，是逆历史潮流而动的。”

移动互联网的出现，使得移动通讯变成以接入互联网为主要目标，而接入互联网这件事在桌面计算机时代早已实现。英特尔CPU加上微软操作系统，在事实上已经形成了一种技术和产品标准，而移动通讯的标准统一，为移动通讯介入互联网形成了重要的先决条件。在本世纪初的前十年当中，事实上也形成了一种“ARM+安卓”或“ARM+IOS”的统一。

技术和产品的统一，促进了全球供应链的统一

其二是技术和产品的统一，促进了全球供应链的统一。魏少军举例到，比如在美国设计的芯片可以在中国台湾加工，送到马来西亚去封装，再与韩国、日本、欧洲产生的各种元器件一起送到中国大陆组装好，卖到全世界，“产业和供应链全球化依托于移动通讯的发展而产生，所以如果破坏了已经形成的全球产业链和供应链全球化，恐怕受到最大影响的将是通讯行业。”

真正影响全球供应链的有很多因素，魏少军列了十个因素，分别是成本、交货期、能力、技术、标准、市场、经济、文化社会、政治，对企业来说最重要的因素是追求利润最大化。而供应链全球化最根本的生命力就在于，在生产要素的流动当中实现的利润最大化。“而且不是一个环节，是全球供应链各个环节的利润最大化，这就是为什么供应链全球化具有强大生命力。”

40年来，半导体产业的模式在不断变迁，形成了IDM模式和Fabless+Foundry模式。美国、日本、韩国和欧洲企业更多采用IDM模式，而中国、新加坡等大部分采用Fabless+Foundry模式，魏少军认为这也是一种必然的过程，“因为我们是后来者，前人把很多地方都占了，我们的发展空间受限后只能从中寻找能够突破的缝隙。”

40年前流行大一统的系统厂商，把设计、制造、封装、测试、客户全部包在一起自产自销。后期这类厂商逐渐走向IDM，把客户分离后实现了产品外销，最明显的例子是上世纪80年代中后期，恩智浦和英飞凌都是基于这样的形式诞生的。

系统厂商走向IDM是一种必然模式，那么集成电路设计业进一步发展后，设计+代工的模式也是另一种必然。在将近40年的历史中，这种模式不仅仅将设计分离出来，还把设计工具、制造、封装、测试都独立了出来，于是今天的IP和设计服务也成为整个半导体产业链中的重要一环，这种发展过程是符合客观规律的。亚当·斯密在《国富论》当中就曾说过：“生产要提升生产效率，最重要的就是分工，要把分工细化。”魏少军认为，分工代表了一种产业的进步，尽管今天IDM仍是主流，但就分工而言，Fabless+Foundry是非常重要的产业进步。

全球供应链被人为破坏，中国如何构建强壮供应链？

如今因为地缘政治导致产业链分工被破坏，中国要做的是构建一个强壮的半导体全球供应链，不会随随便便被别人打破的那种。魏少军希望整个产业能够坚定信心，严肃对待目前国产芯片产业面临的困难和挑战，“既然我们在很难使用更先进的工艺了，就要寻找一种不依赖于最先进工艺的、而且能开发出更好的高性能芯片的设计方法，这是一个重要课题。”

此前魏少军也曾在各个场合多次强调，“芯片设计行业中，谁能用不那么先进的工艺做出先进的集成电路，那是高手；都用最先进的工艺来做先进的芯片，那不是高手。”这句话刚开始很难被大家接受，但在如今的大环境下，很多企业已经开始尝试不用7纳米工艺，也能做出和7纳米一样先进的性能。

“要做到这一点非常困难，原因在于我们的芯片设计和制造业之间已经分离得太久，关系被大大弱化，把两者再连起来要花很多精力。”魏少军说到，老一辈的半导体人士从来就是把设计和制造放在一起考虑，但是今天的年轻人大部分只了解其中之一，因为他们不需要全部都懂，可以通过产业链的上下游合作和生态环境来把两者形成一种耦合。其中的分工也很明确，芯片设计工程师按照应用或客户提出的设计规格，根据制造厂的PDK，在EDA和IP核的帮助下来完成电路版图和测试设计的过程。在设计和制造两个环节中的接口非常简单：PDK，GDSⅡ版图以及测试文件三样。这可以保证每个环节的人在工作中可以专注于设计，或专注于制造，而不用关心他们两者之间的关系。

半导体全球供应链正在经历大变局，其中被人为破坏带来的影响最为严重。部分国家试图把中国从全球半导体供应链当中排除在外，此举不仅仅影响中国，也影响了一些西方盟国。这些国家同时也在担心未来有一天他们也会被孤立化、边缘化，因此各个国家和地区近期都在密集出台各自的半导体产业支持政策。

当全球半导体产业链面临碎片化的时候，芯片设计再去依赖境外的制造商、境外EDA工具或IP核，就不可能再形成完整的供应链。“这时我们不得不认真思考一下，我们该如何构建一个强壮的半导体全球供应链，不能够随随便便被别人打破。”魏少军说到，国内需要坚定自己的信心，中国的产业升级是走在一条正确的道路上，打造“以产品为中心”的芯片制造新业态，以“生产为中心”的理念是充分利用自身的能力把客户服务好，在自身条件允许的前提下，尽最大努力满足客户的要求。

设计业和制造业都要积极转变

当芯片制造厂与设计公司之间的关系是“单纯的商业委托”，通常收获的是采用FOT方式设计产品的客户。以“产品为中心”的理念是将芯片制造厂的能力和客户的能力有机结合到一起，通过双方的努力围绕客户产品发力，从而让客户满意。而当芯片制造厂与设计企业之间的关系来到“相互合作模式”，收获的就是采用COT方式设计产品的客户。

魏少军认为，目前国内大多是以“生产为中心”的模式，需要转换成以“产品为中心”的模式。

芯片设计公司也要转变，首先要补工艺的课。过去20年中国半导体行业成长非常快，但短板也很明显，比如产品定义能力不强、创新不足、大量的跟随和模仿……但最重要的是过去20年设计公司都在享受工艺技术和EDA技术进步带来的红利，而且主要采用的是FOT方式而不是COT。目前的情况是，芯片设计公司广泛地依赖于代工厂提供的PDK，自己不会做，也没有能力去做。而且国内设计公司也很少雇佣工艺工程师，反之世界上较优秀的芯片设计公司中都有工艺工程师。

最后，魏少军总结到，信息技术催生半导体全球产业链的发展，设计和工艺之间的关系也随着产业模式改变而改变。过去两者之间渐行渐远是不行的，在半导体全球供应链走向碎片化的今天，必须强化设计和制造的协同。