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魏少軍:不依賴先進工藝做出先進芯片,那才是高手

發(fā)布時間:2023-04-22作者來源:薩科微瀏覽:2287


418,在廣州舉辦的第25屆中國集成電路制造年會暨供應(yīng)鏈創(chuàng)新發(fā)展大會上,中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會設(shè)計分會理事長、清華大學(xué)集成電路學(xué)院教授魏少軍進行了《強化設(shè)計工藝協(xié)同,提升供應(yīng)鏈安全》的主題演講。

核心觀點分享

當(dāng)前半導(dǎo)體全球供應(yīng)鏈正遭到人為的破壞,有人嘗試把中國從全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中排除。


堅信中國的產(chǎn)業(yè)升級是走在一條正確的道路上,同時必須嚴肅地對待我們面臨的困難。


強化設(shè)計與工藝的協(xié)同,一是芯片設(shè)計公司要補工藝的課;二是芯片制造要轉(zhuǎn)變成“以產(chǎn)品為中心”的模式。



圖片

(圖源:CICD)


半導(dǎo)體全球產(chǎn)業(yè)鏈正遭到人為破壞






“非常不幸,我們現(xiàn)在碰到的就是這個問題,半導(dǎo)體的全球產(chǎn)業(yè)鏈正經(jīng)歷大變局,遭到人為的破壞。”魏少軍教授在報告中詳細闡述了當(dāng)前全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈走向碎片化的趨勢。

過去四十年,半導(dǎo)體模式從System House走向IDM,再走向Fabless+Foundry式的全球分工。這個過程不僅符合客觀規(guī)律,而且推動了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的進步。此外,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的全球分工,還依托于一個非常重要的原因:產(chǎn)業(yè)鏈上下游可以無縫銜接。
但是當(dāng)前半導(dǎo)體全球供應(yīng)鏈正遭到人為的破壞。有人在這個階段嘗試把中國從全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中排除。事實上,西方盟國也擔(dān)心在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中被孤立化、邊緣化,因此美國出臺了《芯片和科學(xué)法案》,其他國家和地區(qū)包括韓國、日本、歐盟等也出臺了相應(yīng)的支持政策。這種情況也說明,我們好不容易建立起的全球供應(yīng)鏈,很可能面臨碎片化的情況。
產(chǎn)業(yè)升級走在正確的道路上






如果全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈走向碎片化,我們要怎么做才能構(gòu)建一個不被別人隨意打破、強壯的半導(dǎo)體全球供應(yīng)鏈呢?首先,我們還是要信心一點,堅信中國的產(chǎn)業(yè)升級是走在一條正確的道路上——產(chǎn)品附加值、技術(shù)、生產(chǎn)率、競爭力等都逐步從低到高。中國是世界工廠,也是世界市場,這個現(xiàn)象短期內(nèi)不會改變。

同時,我們必須嚴肅地對待我們面臨的困難,也就是我們的芯片發(fā)展面臨著非常嚴峻的挑戰(zhàn),國內(nèi)[敏感詞]制造工藝距離國際[敏感詞]制造工藝還有約10倍性能差距。因此我們要尋找一種不依賴于[敏感詞]工藝的,而且能開發(fā)出更好的高性能芯片的設(shè)計方法。誰能用不那么先進的工藝做出先進的集成電路,那才是高手,都用[敏感詞]的集成電路工藝來做一個先進的芯片,那不是高手。
這個問題很難。因為我們的設(shè)計和制造之間已經(jīng)分離了太長時間,我們沒有把它們有機結(jié)合起來,因此要把這兩者再連接起來,我們要花很多的精力。
芯片設(shè)計企業(yè)要補工藝的課





首先,設(shè)計公司要補工藝的過去20年,中國集成電路設(shè)計業(yè)成長非常快,已經(jīng)成長為全球集成電路產(chǎn)業(yè)的重要力量,但是短板也很明顯,比如我們的產(chǎn)品定義能力不強創(chuàng)新不足,尚未擺脫跟隨和模仿產(chǎn)品進步主要依靠工藝技術(shù)進步和EDA工具進步,同樣的產(chǎn)品性能需要使用比競爭對手更先進的工藝,而同樣的工藝做出的產(chǎn)品,性能往往落后于競爭對手主要采用FOT流程,而不是COT流程設(shè)計公司廣泛依賴代工廠提供的PDK,沒有能力開發(fā)自己的PDK設(shè)計公司鮮有雇傭工藝工程師的情況

這些短板在全球化的大背景下,并不構(gòu)成太大的挑戰(zhàn)。但在半導(dǎo)體全球供應(yīng)鏈被破壞,出現(xiàn)碎片化的時候,它們就成為致命的挑戰(zhàn)。
芯片制造要變成“以產(chǎn)品為中心”模式





次,芯片制造要轉(zhuǎn)變以產(chǎn)品為中心”的模式。芯片制造有兩種模式,分別是“以生產(chǎn)為中心”的模式,這也是我們目前制造業(yè)主要采取的方法,另一種是以“產(chǎn)品為中心”的模式

以“生產(chǎn)為中心”的理念是充分利用自身的能力服務(wù)好客戶,在自身條件允許的前提下,盡[敏感詞]努力滿足客戶的要求。芯片制造廠與設(shè)計公司之間的關(guān)系是:單純的商業(yè)委托,客戶強烈依賴芯片制造廠的PDK。芯片制造廠的PDK則要盡可能寬容以照顧潛在的其他客戶,并且通常不會輕易調(diào)整工藝。因此,客戶的產(chǎn)品性能通常無法達到芯片制造廠工藝的極限水平。
如果轉(zhuǎn)變成“以產(chǎn)品為中心”的模式,那么芯片設(shè)計企業(yè)關(guān)注的不是客戶,而是客戶的產(chǎn)品;關(guān)心的不僅僅是自己的能力,還有自己和客戶兩者的能力能不能結(jié)合到一起。這兩者的結(jié)合,就產(chǎn)生了一種全新的合作模式:客戶依賴的是雙方合作產(chǎn)生的、定制的PDK,它的好處是能夠把芯片制造工藝的極限水平發(fā)揮出來。也就是回到我剛才說的,能不能用14nm做出7nm的水平呢?這要求我們的制造和設(shè)計兩者之間要緊密地合作。
結(jié)語





半導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈的全球化推動了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)模式的變遷,一方面強化了各個環(huán)節(jié)的分工合作,但另外一方面也使得設(shè)計和工藝之 間的聯(lián)系逐漸弱化。全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈正在經(jīng)歷大變局,西方嘗試將中國排除在半導(dǎo)體全球供應(yīng)鏈之外。半導(dǎo)體全球供應(yīng)鏈走向碎片化。


在努力維護現(xiàn)行半導(dǎo)體全球供應(yīng)鏈完整性的同時,構(gòu)建一個強壯的半導(dǎo)體本地供應(yīng)鏈已經(jīng)刻不容緩。除了裝備、材料的本地化外,強化設(shè)計與工藝的協(xié)同是提升供應(yīng)鏈安全的重要任務(wù)。


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