長三角，是中國經(jīng)濟發(fā)展最活躍、開放程度最高、創(chuàng)新能力最強的區(qū)域之一，以4%的國土面積，創(chuàng)造了全國近四分之一的經(jīng)濟總量。
今年是長三角一體化發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略5周年。
習近平總書記在深入推進長三角一體化發(fā)展座談會上強調(diào)，長三角區(qū)域要加強科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新跨區(qū)域協(xié)同，大力推進科技創(chuàng)新，加強科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合。
芯片，是長三角協(xié)同創(chuàng)新的重要領(lǐng)域，它呈現(xiàn)出怎樣的新趨勢？浙江又將扮演怎樣的角色？
近日，在浙江制造大區(qū)錢塘，相繼舉辦了數(shù)場聚焦集成電路產(chǎn)業(yè)的高峰論壇。透過這些高峰論壇，我們看到了長三角“芯”賽道的最新風向。
“江浙滬”芯片產(chǎn)業(yè)有新趨勢
芯片是電子產(chǎn)品的核心，也是人工智能、6G、物聯(lián)網(wǎng)等前沿應(yīng)用的基礎(chǔ)。去年，全球半導體市場規(guī)模超5700億美元，中國是其中最大的芯片消耗國。
縱觀芯片產(chǎn)業(yè)鏈，設(shè)計、制造、封測是三個核心環(huán)節(jié)。近年來，隨著智能手機的蓬勃發(fā)展，我國芯片設(shè)計水平進步最快，這一領(lǐng)域，華為海思一度排名世界靠前。
相較于設(shè)計，芯片制造是短板所在，關(guān)鍵材料和設(shè)備受限、先進制程缺失、成熟制程產(chǎn)量不足，是目前遇到的主要難題。備受矚目的光刻機就是關(guān)鍵設(shè)備的代表之一。以中芯國際、上海微電子等企業(yè)為代表，上海站在補短板的第一線。
先進制程決定一枚芯片的性能，而先進封測要做的是將多枚芯片組合在一起，起到“1+1>2”的效果。這一環(huán)節(jié)，中國與世界先進水平的差距最小，一定程度上彌補了先進制程的落后。比如，前來錢塘參會的長電科技，已成為全球領(lǐng)先的芯片封測企業(yè)。
這三個環(huán)節(jié)各有技術(shù)壁壘，即使是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)源地美國，也無法獨立完成芯片生產(chǎn)。此前，美國一度聚焦利潤率較高的設(shè)計領(lǐng)域，但在近幾年“回心轉(zhuǎn)意”，大力引進臺積電工廠，目的就是增強芯片制造能力，提升產(chǎn)業(yè)鏈的韌性。
由此可見，擁有完整產(chǎn)業(yè)鏈，是當前諸多國家一致的夢想。長三角芯片產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展水平如何？數(shù)據(jù)顯示，去年，長三角集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模占全國60%，圍繞上海這一核心，浙江也順勢駛上“快車道”。
在這一工序復雜、分工明確的產(chǎn)業(yè)中，找準定位是關(guān)鍵。觀察參加錢塘這些論壇的企業(yè)，不難發(fā)現(xiàn)，“制造看上海、封測看江蘇、特色看浙江”的長三角集成電路產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)正加速形成?！?/span>
根據(jù)《浙江省集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十四五”規(guī)劃》，浙江要建成“以高端芯片設(shè)計和特色工藝晶圓制造為引領(lǐng)的，具有國際影響力的產(chǎn)業(yè)集群”。
去年，浙江省集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額突破2000億元，其中，材料與設(shè)計占了“大頭”，分別為銷售額的41.40%與30.33%。
與會專家坦言，中國集成電路的自主產(chǎn)業(yè)鏈正在形成，長三角一些局部的創(chuàng)新已日益成熟，對標國際先進水平仍然任重道遠。
各地都在積極破題。在錢塘區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)研討會上，錢塘區(qū)副區(qū)長徐進定位了“錢塘芯”將重點發(fā)展芯片設(shè)計、半導體設(shè)備與半導體材料三大核心，提升發(fā)展特色晶圓制造與先進封測兩大環(huán)節(jié)，瞄準創(chuàng)新的“深水區(qū)”。
圍繞這個方向，錢塘芯谷產(chǎn)業(yè)平臺成立3年來，已集聚112家集成電路上下游企業(yè)。
“杭州芯”從設(shè)計走向制造
邁向“數(shù)字經(jīng)濟第一城”的杭州，被認為是一個“軟強硬弱”的偏科生，在芯片領(lǐng)域就有生動體現(xiàn)，設(shè)計占據(jù)絕對“C位”。
浙江省半導體行業(yè)協(xié)會報告顯示，全省99%的設(shè)計企業(yè)分布在以杭州、紹興、寧波、嘉興為代表的杭州灣區(qū)域，其中，85%以上的設(shè)計企業(yè)和95%以上的設(shè)計業(yè)務(wù)收入集中在杭州。
國內(nèi)最早芯片設(shè)計公司之一的杭州國芯，2021年，其數(shù)字電視機頂盒芯片市場占有率已達全球第一。
在這些老牌芯片設(shè)計企業(yè)帶領(lǐng)下，杭州四分之三的芯片企業(yè)都在設(shè)計領(lǐng)域。今年以來，杭州集成電路設(shè)計銷售額已達619.5億元，排名全國第四，僅次于上海、北京、深圳。
在長三角高歌猛進集成電路的征程中，不止設(shè)計，杭州又將芯片制造作為全新的突破口。
在錢塘，2001年，杭州士蘭微在當時的下沙建立起自己的芯片制造基地，這是國內(nèi)第一條由民營資本投資建設(shè)的芯片制造生產(chǎn)線。時至今日，在集成電路制造領(lǐng)域，錢塘的比重已占據(jù)全省的25.1%。
其中，芯片重要材料“大硅片”，就是錢塘的一張金名片。獨角獸企業(yè)中欣晶圓已擁有2條成熟的12英寸大硅片生產(chǎn)線，公司副總經(jīng)理孫順華介紹，硅片尺寸越大，生產(chǎn)效率越高，12英寸大硅片是目前先進芯片的主流選擇，中欣晶圓的2條12英寸產(chǎn)線年產(chǎn)量可達240萬片。
為何芯片制造能在錢塘發(fā)展起來？強大的工業(yè)底蘊是重要原因之一。就拿原材料來說，不少人戲稱“芯片是沙子變來的”，但是從“沙子”中提煉硅元素，再到純度99.99%的單晶硅，強大的化工基礎(chǔ)必不可少。恰好，在錢塘的東部，坐落著一個國家級高新區(qū)——臨江高科園。
另外，留住人才對于芯片產(chǎn)業(yè)也尤為關(guān)鍵。數(shù)據(jù)顯示，我國集成電路產(chǎn)業(yè)還有30萬人才缺口。對此，錢塘區(qū)還專門制定了“集成電路產(chǎn)業(yè)人才評價政策”，允許企業(yè)進行自主人才認定。
最近，中欣晶圓就有不少員工根據(jù)這項政策，申請到了人才共有產(chǎn)權(quán)房，首付比例最低可至9%。
“以設(shè)計帶動制造”，是《杭州市集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》的破題路徑，摘掉“偏科”的帽子，錢塘有基礎(chǔ)，更有使命。
“中國芯”的未來在哪里
在浙江大學先進集成電路制造技術(shù)研究所所長高大為看來，與人工智能結(jié)合，是中國芯片產(chǎn)業(yè)的未來。
在各種功能的芯片中，有一批AI“專業(yè)戶”。比如，在訓練ChatGPT這類AI大模型時，英偉達的GPU是業(yè)界首選。今年二季度，在AI芯片的爆火中，英偉達拿下超110億美元的芯片設(shè)計營收，較一季度增長68%，取代高通成為全球芯片設(shè)計界“老大”。
都說人類進入了人工智能時代，芯片其實也一樣。先進的芯片可以帶來強大算力，支撐AI的發(fā)展，反過來，AI也可以反哺芯片生產(chǎn)。
在錢塘舉辦的智能感知高質(zhì)量發(fā)展大會上，高大為介紹了《Nature》上的一項最新研究——使用人工智能大模型幫助工程師開發(fā)芯片刻蝕工藝。
結(jié)果顯示，要想達成刻蝕目標，初級工程師需要實驗190次，資深工程師需要實驗105次，而資深工程師+AI的組合只用了52次。“節(jié)省一半的時間，也意味著節(jié)省一半的成本。在AI的輔助下，僅僅依賴‘老師傅經(jīng)驗’的時代或?qū)⒁蝗ゲ环怠！备叽鬄檎f。
用好AI，是縮小中國“芯”與國際先進水平差距的好機會。大會上，不少企業(yè)分享了它們的探索。杭州廣立微電子股份有限公司董事長鄭勇軍介紹，他們用AI檢測晶圓是否合格，可以達到98%的準確率，不僅如此，AI還能進一步分析晶圓不合格的原因，甚至找出是哪一臺設(shè)備出了問題。
此外，長三角的高校也在發(fā)力。浙江大學先進集成電路制造技術(shù)研究所展示了他們的虛擬制造藍圖，提出要在“工藝-設(shè)計-試生產(chǎn)”的全流程中實現(xiàn)數(shù)字仿真先行。高大為說，他們的短期目標是節(jié)省20%的時間與成本，在他看來，這一數(shù)字有機會在未來達到50%。
當然，AI并不萬能，健康的生態(tài)才是芯片產(chǎn)業(yè)的源頭活水，既要加強長三角地區(qū)企業(yè)的分工整合，也要在技術(shù)、人才、資本等方面積極開展國際合作。
當?shù)貢r間10月17日，美國商務(wù)部升級了AI芯片的對華出口禁令。有趣的是，就在禁令發(fā)布一天后，ASML公布最新財報：2023年三季度67億歐元銷售額中，有46%來自中國大陸。不難理解，全球芯片巨頭的態(tài)度與美國政府截然不同。
不久前的進博會上，英特爾、AMD、高通、ASML等全球芯片巨頭扎堆亮相，多家企業(yè)提及了中國市場的機遇，尤其是新能源汽車的增長空間。在AI芯片禁令兩個月后，美國的表述又變了，商務(wù)部長雷蒙多表示將允許英偉達有限度地向中國出售AI芯片。
顯然，全球半導體集成電路行業(yè)，從來都是在周期性震蕩中不斷成長，中國芯片發(fā)展道阻且長，相信伴隨長三角集成電路產(chǎn)業(yè)一體化發(fā)展新格局的構(gòu)建，它同樣也充滿希望和機遇。