同舟共濟，揚起鵬城半導體產(chǎn)業(yè)“芯”帆

在集成電路（IC）面臨全行業(yè)產(chǎn)能奇缺的嚴峻形勢下，全民對全面實(shí)現芯片國產(chǎn)化的呼聲高漲，深圳作為中國電子信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)重鎮，也是集成電路（IC）產(chǎn)品集散、應用和設計中心，無(wú)論產(chǎn)業(yè)規模還是技術(shù)水平都名列前茅。如何有效地發(fā)揮本地企業(yè)整體優(yōu)勢，加快推進(jìn)芯片國產(chǎn)化進(jìn)程，成為深圳IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展和規劃的重要課題。針對這個(gè)課題，本人在深圳專(zhuān)程拜訪(fǎng)履新不久的深圳半導體行業(yè)協(xié)會(huì )周生明會(huì )長(cháng)，他還擔任南方科技大學(xué)深港微電子學(xué)院副院長(cháng)，于是我們不僅從著(zhù)眼整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局，而且還就產(chǎn)學(xué)研結合進(jìn)行了交流。

1. “芯”潮澎湃的厚積薄發(fā)

周會(huì )長(cháng)對深圳IC產(chǎn)業(yè)感情很深，首先談到集中的多達230余家IC企業(yè)，按行業(yè)類(lèi)型細分，設計156家，占比近七成；封測36家；半導體設備類(lèi)31家；制造3家；半導體材料類(lèi)4家，可謂陣容齊整，產(chǎn)值連續八年居全國城市之首。2019年深圳IC產(chǎn)業(yè)總體年銷(xiāo)售收入達 1452億元，增速接近八成，首次突破千億大關(guān)。產(chǎn)業(yè)規模增速接近80%。其中IC設計銷(xiāo)售收入為1131億元，同比增長(cháng)55%。如圖1所示為五年來(lái)產(chǎn)業(yè)規模增長(cháng)及趨勢。 

圖1 深圳市集成電路產(chǎn)業(yè)規模和增長(cháng)趨勢

深圳IC設計企業(yè)技術(shù)能力直逼國際領(lǐng)先水平，明星產(chǎn)品出自海思的有4G/5G手機基帶芯片、首款5G麒麟SoC芯片、鯤鵬系列服務(wù)器芯片，均為行業(yè)引領(lǐng)標志。全球領(lǐng)先“AI 3D傳感器+算法”軟硬件一體3D 感知整體芯片及解決方案出自?shī)W比中光，旨在賦能智慧零售、智慧交通、智能制造、智能安防、數字家庭等應用領(lǐng)域。國內首款自主產(chǎn)權的千萬(wàn)門(mén)級高性能FPGA出自紫光同創(chuàng )，已成功推向規模商用；全球首創(chuàng )超薄屏下光學(xué)指紋方案出自匯頂科技，指引5G時(shí)代生物識別技術(shù)方向；

全球領(lǐng)先的電容屏觸控芯片、LCD/AMOLED顯示驅動(dòng)芯片、觸控顯示整合單芯片、電容式/光學(xué)式指紋識別芯片等出自敦泰科技，伴隨先進(jìn)智能人機界面解決方案。

更多的國產(chǎn)化格局特色的芯片宛若群星璀璨在鵬城閃耀。

衡量IC設計企業(yè)能力的主要技術(shù)指標在于設計規模和最小特征線(xiàn)寬，體現出芯片集成度和工藝的先進(jìn)性。如圖2所示為處于不同能力級別及水平分布狀況。最高7nm工藝已由海思實(shí)現大規模量產(chǎn)，而展訊通訊（深圳）已進(jìn)入先導研究。進(jìn)入10nm工藝的有中興微電子，進(jìn)入14nm工藝的則是開(kāi)陽(yáng)電子和瑞斯康微電子。

圖2 深圳市IC設計企業(yè)能力水平分布狀況

周會(huì )長(cháng)坦言，深圳IC制造業(yè)相比于設計業(yè)薄弱，目前企業(yè)僅有3家制造類(lèi)，其他36家封測類(lèi)、31家設備類(lèi)、4家半導體材料類(lèi)。隨著(zhù)產(chǎn)業(yè)政策落實(shí)及第三代半導體和傳感器等應用落地，半導體設備和材料方面發(fā)展空間巨大。未來(lái)五年IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標由《深圳市進(jìn)一步推動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計劃（2019—2023 年）》確定，就是要做大產(chǎn)業(yè)，力爭到2023年整體銷(xiāo)售收入突破2000億元規模，制造業(yè)及相關(guān)環(huán)節要占兩成，屆時(shí)技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)鏈條、平臺服務(wù)都將提升，同時(shí)完善生態(tài)體系。把深圳建設12英寸先進(jìn)工藝線(xiàn)作為重大工作目標，特別在目前的國際背景下，中芯國際與深圳國資合資建設28nm晶圓廠(chǎng)，對于深圳完善集成電路產(chǎn)業(yè)鏈、促進(jìn)信息產(chǎn)業(yè)升級和提升深圳的戰略地位都具有重大的歷史意義。為掌握新一輪全球新興科技與產(chǎn)業(yè)競爭戰略的主動(dòng)權，立足于中國就務(wù)必進(jìn)一步提升深圳IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，使之成為影響力卓著(zhù)的創(chuàng )新引領(lǐng)型城市。

2. “芯”悅誠服的聯(lián)動(dòng)共贏(yíng)

深圳IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展源于始于90年代 的規劃和布局，周會(huì )長(cháng)作為親歷者感慨頗深。他并不回避曾經(jīng)錯失發(fā)展制造與封測的良機，但還是奪得集成電路設計產(chǎn)業(yè)化的先機。2000年初成立的深圳IC基地具有極其深遠的意義，這是科技部實(shí)施“十一五”計劃和國家重大科技專(zhuān)項的載體，匯集和整合政、產(chǎn)、學(xué)、研、用等各方資源，促進(jìn)IC設計產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的公共支撐平臺?；刂饕δ転榻ㄔO服務(wù)于IC設計的軟硬件和測試平臺，建立IC設計企業(yè)孵化器以降低初創(chuàng )門(mén)檻和產(chǎn)品研發(fā)成本，并開(kāi)展國內外技術(shù)交流和IC設計人才培養和職業(yè)培訓。

IC產(chǎn)業(yè)具有知識技術(shù)和資本密集、高投入和高產(chǎn)出的特點(diǎn)，因此建設專(zhuān)業(yè)、高效的技術(shù)服務(wù)平臺成為全產(chǎn)業(yè)發(fā)展的催化劑和加速器至關(guān)重要。深圳的IC行業(yè)聯(lián)手打造國產(chǎn)IC創(chuàng )新產(chǎn)品推廣平臺，創(chuàng )立建設整機企業(yè)與IC企業(yè)多種聯(lián)動(dòng)機制，如圖3所示，努力建立和營(yíng)造集聚式發(fā)展環(huán)境以?xún)?yōu)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間。

圖3 創(chuàng )新建設整機企業(yè)與集成電路企業(yè)多種聯(lián)動(dòng)機制

目至此深圳 IC 基地已建成完善的公共電子設計自動(dòng)化（EDA）、知識產(chǎn)權模塊（IP）復用與系統級芯片（SoC）開(kāi)發(fā)、流片服務(wù)“三平臺”；測試驗證工程技術(shù)和教育培訓“兩中心”形成了以高新區為中心，輻射各區的 IC設計與應用產(chǎn)業(yè)集聚的協(xié)同發(fā)展環(huán)境“多園區”。以海思、中興、比亞迪、匯頂等為代表，具有相當規模的 IC 設計與應用企業(yè)匯聚其中，構建出 5G、通信、物聯(lián)網(wǎng)、顯示驅動(dòng)與觸控、汽車(chē)電子、人工智能等 IC 設計與應用優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)鏈前景喜人。

然而歷史來(lái)看，經(jīng)濟發(fā)展都是波浪式，隨著(zhù)國際形勢的變化，IC行業(yè)迎來(lái)不期而遇的寒流，對此周會(huì )長(cháng)認為要用戰略高度來(lái)看待。全行業(yè)芯片產(chǎn)能緊缺其實(shí)是供應鏈被打亂，從長(cháng)遠來(lái)看這正是對國產(chǎn)芯片的機遇。深圳半導體行業(yè)協(xié)會(huì )需要因勢利導地布局，對銷(xiāo)售和分銷(xiāo)、物流、供應鏈要加強管理。這就需要成立專(zhuān)委會(huì )，包括存儲、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、通信接口等，要加強對國產(chǎn)化配套和方案化研究。在產(chǎn)業(yè)化加速推進(jìn)方面，要增加半導體設備和材料的廠(chǎng)商數目，做到“百花齊放”才是良性的發(fā)展，所以要有序規范，避免無(wú)序競爭，也不希望出現強勢壟斷。

3.“芯”享事成的產(chǎn)教融合

周會(huì )長(cháng)的經(jīng)歷頗為傳奇，早在1996年就來(lái)深圳開(kāi)創(chuàng )IC產(chǎn)業(yè)，隨后參與創(chuàng )立IC產(chǎn)業(yè)基地并工作至今，他深感本土IC人才培養的缺乏，作為全國最大的IC設計基地，教育資源與產(chǎn)業(yè)不相匹配，便著(zhù)手策劃創(chuàng )辦微電子學(xué)院。隨著(zhù)深港微電子學(xué)院于2018年在南科大成立，他實(shí)現由產(chǎn)業(yè)界邁入教育界的閃亮轉身，卻保持著(zhù)教育者和行業(yè)領(lǐng)導者的雙重身份。談到微電子學(xué)院，他認為首先是產(chǎn)教融合最徹底，由產(chǎn)業(yè)需求推動(dòng)教研進(jìn)展；其次依托粵港澳大灣區規劃布局，具有國際化視野。第三、所有課程和教師都與產(chǎn)業(yè)緊密結合。這就與IC產(chǎn)業(yè)基地連貫起來(lái)，有堅實(shí)的基礎，才獲得更高的定位。在與企業(yè)合作承擔橫向縱向課題方面成果斐然，新成立時(shí)就多達33個(gè)。與企業(yè)合作成立校企聯(lián)合實(shí)驗室，不到一年半就達到十個(gè)的目標，另有十家成立在即。聘請企業(yè)專(zhuān)家也極為踴躍，校企聯(lián)培專(zhuān)業(yè)碩士以產(chǎn)業(yè)需求的人才為目標，十家企業(yè)實(shí)訓基地承擔支持與產(chǎn)業(yè)互動(dòng)，所有這一切都在有效地促進(jìn)芯片國產(chǎn)化的進(jìn)程。

產(chǎn)教融合的描述可以濃縮如圖4所示，這是產(chǎn)學(xué)研緊密結合格局的集中展現。

微電子創(chuàng )新中心與IC公共技術(shù)服務(wù)體系互動(dòng)，面向基于各門(mén)類(lèi)核心芯片的相應的產(chǎn)業(yè)鏈推廣應用，在各個(gè)環(huán)節都有所需的平臺支持如下：

第一、大學(xué)計劃EDA軟件工具平臺，包括專(zhuān)業(yè)設計網(wǎng)絡(luò )、獨立IC設計教師和實(shí)驗室，并配備多種EDA軟件。EDA工具國產(chǎn)化，得益于華大九天、鴻芯微納等國內企業(yè)的支持。

第二、 IP復用和SOC開(kāi)發(fā)平臺，需要既支持IP開(kāi)發(fā)，也支持CPU、GPU、DSP、USB等接口IP核復用的SOC開(kāi)發(fā)。

第三、 與ARM中國共享IP資源；

第四、 主要晶圓廠(chǎng)的MPW技術(shù)支持及流片服務(wù)，工藝庫的開(kāi)發(fā)與銜接。提供設計接口、設計工藝庫、設計規則、設計模型、IP庫和設計套件等。

第五、先進(jìn)存儲、智能存儲、存儲控制、封裝測試、產(chǎn)品檢測、品質(zhì)認定等。

第六、設立聯(lián)合共建研究中心、聯(lián)合實(shí)驗室，開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研項目合作，打造完整的政產(chǎn)學(xué)研用體系，著(zhù)力培養實(shí)用型高端人才和領(lǐng)軍型人才。

第七、參與“IC設計產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng )新戰略聯(lián)盟”和“國家IC公共服務(wù)聯(lián)盟”等。

第八、科研與產(chǎn)業(yè)緊密結合、學(xué)院研究成果充分轉化與產(chǎn)業(yè)化。

圖4 IC教學(xué)、科研、產(chǎn)業(yè)化一體化平臺