中国工程院院士吴汉明：关于我国芯片制造的一些思考

今日，SEMICON China在上海隆重举行，在同期高峰论坛上，中国工程院院士、浙江大学微纳电子学院院长吴汉明发表了题为《关于我国芯片制造的一些思考》的演讲。他首先指出，集成电路产业正在面临两大壁垒，分别是政策壁垒和产业性壁垒，其中政治壁垒包括大家都知道的巴统和瓦森纳协议，而产业性壁垒则体现在世界的半导体龙头得益于早期布局，所积累的丰富知识产权，这些都给中国半导体提出了巨大的挑战。他举例说道，一个成套工艺研发，要投入70亿人民币，要上千人工作四年，才能完成，由此可以看到集成电路行业的难。

吴汉明院士进一步指出，进入这些年，集成电路产业发生了一些新的变化，他以20nm为例讲述了当中的转变。从他提供的数据我们可以看到，从28nm推进到20nm，单个晶体管的成本提高了。这就让我们进入了所谓的后摩尔时代，为此芯片行业需要去寻找新的技术去支撑芯片继续前进。

他强调，如下图所示，在后摩尔时代，在高性能计算、移动计算和自主感知等应用的推动下，我们应该增加对逻辑技术、基本规则缩放、性能助推器、PPA缩放、3D集成、内存技术、DRAM技术、Flash技术和新兴非易失存储技术的关注，已达到如下图所示的PPAC目标。

而具体到芯片制造方面，我们则面临包括精密图形、新材料和提升良率在内的三大挑战。

“除了技术以外，晶圆厂、研发和设计成本也是芯片产业面临的另一重大挑战”，吴汉明说。他指出，如下图所示，假设一个能生产32nm芯片的产线，需要的成本高达45亿美元，研发成本则高达9亿美金，设计成本也需要1亿美金。到了16nm，晶圆厂的建设成本取到了90亿美元，研发成本增加到18亿美元，设计成本也涨到了22亿美元，整体成本较之32亿美元翻了一番，由此可见芯片持续微缩带来的成本巨大挑战。

“虽然芯片的难道和成本一直增加，但趋缓的摩尔定律给追赶者带来机会”，吴汉明接着说。

但吴汉明院士也强调，即使如此，我国的集成电路产业还需要重视一个关键问题，那就是产能问题。据统计，产能排名前五的晶圆厂包括三星、台积电、美光、SK海力士和铠侠，中国大陆并没有任何一家企业位列其中。随着科技的发展，芯片的产能需求会越来越高，为此我们必须加倍重视产能。

吴汉明院士同时还指出，如下图所示，现在83%以上的芯片产能集中在10纳米以上节点，为此在他看来，在这些所谓的旧节点上，还有很大的创新空间。

为此吴汉明院士指出，在后摩尔时代，我们正在面临百年未有的大变局，我们应该在关注先进工艺的同时，还要关注特色工艺、先进封装和系统结构，这对于当前的中国集成电路来说，拥有重要的意义。

同时，吴汉明院士对企业与科研院所/高校在创新体系中的关系给出了他的建议。

“与此同时，浙江大学也会打造一个成套的工艺研发平台，为我国集成电路产业发展贡献力量”，吴汉明最后表示。