魏少军近期集成电路领域值得关注的几个动向

导读：魏少军教授在2015北京微电子国际研讨会上以《近期集成电路领域值得关注的几个动向》为题发表演讲，包括集成电路进入成熟期，摩尔定律半导体工艺持续发展，系统整机开始重新关注芯片，还有全程集成电路进入新一轮调整。

演讲实录：

上周和本周我一直在国外，上周在旧金山参加世界半导体理事会会议，这周在阿布扎比参加世界经济论坛的全球程序理事会，都谈到了半导体，所以我把几个内容稍微总结一下，包括集成电路进入成熟期，摩尔定律半导体工艺持续发展，系统整机开始重新关注芯片，还有全程集成电路进入新一轮调整。

集成电路产业进入成熟期，并购频繁

首先是集成电路产业进入成熟期，我们中国叫高新技术企业，但硅谷看半导体是衰落期，原因就是风险投资没了，IPO的公司减少了，新上市公司也减少，这对我们来讲是很大的挑战，虽然我们很在意集成电路，但全球来看集成电路不可避免已经进入了成熟期。这是一些数据，上市公司数量减少了57%%，特别是并购的数量相反是非常大的，我把今年以来并购的数据说一下，比如英特尔花167亿美元并购Altera，西部数据花190亿美元收购闪迪，Lam160亿美元收购KLA等等，这些都是历史上没有的数字。国内也很热闹，比如NXPRF部门18亿，华芯0.21亿，星科金朋7.8亿等等。国际上大公司的并购超过1000亿美元，历史上最高，国内56.95亿美元，购外面的，内部的不算，这周在旧金山的会上有个政府高官会，我们没人去，他们非常关注中国在集成电路方面的大动作，谈的针锋相对，就是针对我们的丁总，这个数据我当时在会上简单地说了一下，我说1000亿美元我们只占5%%你凭什么关注我们，而且你动不动就说我们国家基金，我说你们国家的半导体跟美国政府有任何关系吗?这也说明我们在宣传上有一些失误，一说大基金就是国家基金，它是个商业基金，所以我们应该真正的认识到实际上是商业基金，包括北京市的300亿基金到底有多少是北京市政府自己拿出来的钱，大部分还是商业基金，所以商业化运作是非常重要的原则，但我们对外一直用的是国家政府，所以这个话需要调整一下。

摩尔定律半导体工艺持续发展，2019年进入到7nm节点

第二，摩尔定律到底能走多远，这次在阿布扎比的全球理事会上一个议题就是这个，讲几个全球著名人物的观点，提出摩尔定律的卡弗·米德(加州理工工程学和应用科学名誉教授)有一句话说得非常好，他说摩尔定律不是物理定律，是人类本性的一个定律，人们知道什么在物理上可实现而且对之深信不疑，摩尔定律在过去五十年当中之所以能够成立并且长期发展是因为人们相信它，是所有人在努力，但这是工业化定律的预见者，真正实现是整个行业。1965年只能做一个晶体管今天可以做108亿个。另外一个人是英特尔的比尔戴维德(前英特尔公司高级主管)讲的一句话，他参加了理查德海明的一个讲演，探讨科技变化的数量级，他说每次客机发生的变化所产生的影响都是巨大的，从每小时三到四英里的马车到每小时三十英里的火车，由此创造了工业城市，我想知道他会怎么看待五十年后的八个数量级的进步，是不是摩尔定律造成的，到目前为止没有任何一个产业可以持续五十年，而它所产生的影响之巨大其实不仅仅在集成电路，比如五十年前传递信息很慢而且非常昂贵，所以我们把人移动到距离信息很近的地方，比如去超市买东西，因为我们没有超市的信息，到超市去一个个找，今天反了，我们在家里看所有的东西让超市送过来，所以整个基础设施的影响是巨大的，摩尔定律再往下走为整个社会会带来什么样的变化，我们今天还不知道，但整个基础设施会重建。这里面就有一个重要的问题，我们跟不跟着摩尔定律走，所以有一句话叫要么跟着摩尔定律走，要么就是死，这句话是我翻的。摩尔只是说一开始我只想记录一个集成电路的发展历史，没想到它渐渐受到业内各大公司认可，每个公司都得想办法达到这样的速度，落后就要挨打，今天我们是否能举出一个例子不按照摩尔定律走还能很好的活着并且领先世界我没找着。摩尔定律还能持续多久不多谈，也许某一天会结束，但是长期看摩尔定律可能还会长期有效，我用胡正明(加州大学伯克利分校电子工程与计算机科学家)的一句话，他说没有哪一种指数增长是可以一直延续下去的，但是预期灿烂无比而一闪而逝，稳定而缓慢的增长显然是更好的，因此集成电路进入成熟期缓慢的发展是好事情而不是坏事情，这点希望我们应该能够看到。当然摩尔定律在往前走跟我们今天的很多东西不太一样了，这是今年发布的分子级晶体管电路，像图中这样的一个晶体管直径只有167皮米，所以集成电路还能走多远我想大家可以自己判断，可能还得走相当长的时间。再有就是美国做出的新型存储器引起了非常大的反响，他们准备把大连的一个厂再花几十亿美元转变成专门生产这类半导体存储器的工厂，这样的存储器首先具有非挥发性，速度比DRAM稍慢，比NandFlash快一千倍，会对整个计算机产生深远影响，以至于编程方式都会发生变化，它产生的影响巨大无比，今天看不到，但我相信用不了多长时间大家可以看到我们的计算机会有根本性的变化。

因此，工艺技术的进步并没有放慢，虽然摩尔定律再往前走，IBM公布了7纳米真正可用的芯片，现在全球主要的代工厂的主攻点不是10纳米而是7纳米，在14纳米之后主攻点是7纳米，他们认为10纳米是一个小节点，这就看到了一个现象，从65纳米开始隔一个大节点然后中间出现一个小节点，小节点恐怕不是大家最重要的，如果14纳米进入大批量生产之后下一个阶段将是7纳米，什么时间可以做成看看这张表格，台积电认为在2019年，英特尔也认为在2019年，最后一个红框是我们的估计，2020年以前我们与国际最先进水平的差距会一直维持四年两代，这就对我们产生了巨大影响。

系统整机公司强化集成电路产品研发，设计公司不再是产业主导力量

第三，系统芯片开始强化集成电路产品的研发，以前做了一个分化，三业分离相互发展，但最近一段时间情况又发生了变化，苹果花了6亿多美元，华为花2亿多美元，Bosch花了1亿多美元等等都在做集成电路，这都不是传统的半导体公司，国内除了华为跟海思在合作，最近小米和联芯的合作，后面联想也正在寻找合作，这些大的整机厂进入芯片的力度会带来的影响将是巨大的，就是我们今天的设计公司很可能成为人家的第二或第三供货源，再想成为主导力量可能性就变小了，我希望这事情不要发生，但一定会发生。这是一个系统整机自研发芯片的研发趋势，具体数据来看2010年系统整机这方面的芯片只占市场份额的4%%，2020年会增加到14.15%%，传统芯片厂商包括IDM和Fabless不得不逐渐调整自己的定位，成为多家系统厂商的第二或第三货源供货商。整机消费芯片还是比较好的，2015年大概是三分之一，中国整机制造包括国外在中国的厂商，自己的芯片是自己生产的，只能满足三分之一左右，希望到2025年达到50%%，我觉得有希望但压力非常大。

全球集成电路产业未来2到3年将出现衰退调整期

再有就是全球集成电路可能会进入新一轮调整，15年上半年全球半导体销售额1671亿美元，同比增长3.6%%，7月份销售下降0.9%%，而且比6月份还下降了0.4%%，因此相对悲观的预测认为2015年是芯片市场零成长甚至于及衰退的一年。从地区来看，中国、亚太和美洲地区的增长估计还会增加，但欧洲、日本会大幅下降，日本是货币贬值的缘故，但欧洲确实有点出乎意料。从影响来看，整个市场今年会不那么乐观，这里面有一些基本原因，一个是个人电脑的市场大幅下滑，估计PC会下调8.7%%，智能手机一枝独秀，苹果很棒，但是安卓市场在大幅下降，最大的市场是智能手机市场出现疲软，可穿戴设备增长很快但基数太少，整个营业额大概能够占到整个行业的1%%，DRAM14年是32%%，15年还会增加，但后两年可能还会下降，所以整个半导体来说未来2到3年将出现衰退调整期。

下面我把一些相关的数据给大家看一下，设计业上半年有28.5%%，我个人不相信这个数据，没这么高，好在行业协会年会12月份要开，那个时候说的数据是行业协会自己一家一家企业跑来的，那个时候再来看，如果真的能做到28.5%%那真的是烧高香，但可能性不大。集成电路的产量从2月份开始一路下降，这也证明了整个市场的情况并不像我们那么乐观，所以集成电路产业的发展其实面临非常大的麻烦，1到8月份进口一共有1982亿块，平均每快0.68美元，出口1141块，价值395亿美元，平均每快0.34，意味着二季度出口虽然单价比一季度提升了，但单价低于二季度数据，7到8月份单价在继续下跌，1到8月份进口集成电路平均单价要比出口的高近1倍，由此产生的贸易差超过1000亿美元，我们国家出口的集成电路虽然这两年大量增加，但是仍然看到是在价值链的低端，说明全球集成电路的转移低端向大陆仍在继续过程当中，我们也乐于接受这样的现实，对我们来讲不过是增加了一点业绩而已。

看看外国是怎么评价我们的，这是一个自然结果，按照自然规律的增长，2025年大概3740亿美元，绿色的是中国的情况，2015年估计在10.1，到2025年大概增加到23，2020年是15.3，这是自然版。现实一点来讲，我们自认可以有更大作为，到2025年应该达到31%%左右。乐观版更好一点，到2025年达40%%。所以说看起来我们要给丁总(丁文武，国家集成电路产业投资基金总经理)不是增加一倍的投资，要增加十倍投资，让丁总真正成为世界级大老板，1380亿不当回事，200亿美元在集成电路当中什么都不是，我们应该给他2000亿美元，这有点希望，否则的话真的不行，我们钱不够，千万不要认为我们有钱，我们没钱，这点钱根据收购公司看一看花的钱就知道差太多，即便乐观版到2025年也只有40%%，并不是说一下就能解决这个问题，要是领导在，我就直接告诉他们不要以为给了一点钱就可以上房揭瓦了，没有这种可能性，离得远。

总的来看，全球范围内看集成电路已经成熟了，摩尔定律还在继续，整机开始重新青睐芯片研发，全球集成电路进入调整期，我们不可幸免，制约我们实现跨越的根本矛盾短期内得不到解决，如何应对这一轮衰退，赢得下一轮发展的先机十分重要，谢谢大家。

嘉宾简介：

魏少军，清华大学微电子所所长、国家01专项专家组组长，工学博士。曾任电信科学技术研究院副总工程师，大唐电信科技股份有限公司总裁。现任清华大学教授，博士生导师;教育部“211工程”电子系统集成与专用集成电路技术研究中心主任;中国电子学会高级会员，IEEE有价值会员。