中西方集成电路技术发展的差异、原因及对策建议

2019-11-29吴桉伦

科技与创新 2019年2期

关键词：集成电路芯片差异

吴桉伦

吴桉伦

（西安北大科技园创新基地，陕西西安 710061）

中西方集成电路技术发展差异明显，对此深入分析了产生差异的原因，并总结了缩小发展距离、减少发展差异的有效措施，目的在于推动中国集成电路技术的发展进步。

集成电路技术；芯片；制造中心；生产线

集成电路的发展奠定了国民经济和技术发展的基础，同时集成电路技术产业作为我国先导性、战略性发展代表，是信息技术与科学产业发展的主要动力。我国集成电路技术起步相对较晚，20世纪60年代开始发展，相较于西方19世纪40年代便已经逐渐发展成型，中国的集成电路技术处于发展弱势。面对这种情况，只有积极认清存在的差异，准确寻找出现问题的原因，及时制订解决对策，才能为中国集成电路技术发展创造更多机遇。

1 中西方集成电路技术发展差异

1.1 西方集成电路技术

集成电路技术作为全球主流技术，主要设计参数控制在0.25～0.18 μm，并且集成电路技术应用范围不断扩展，覆盖无线通讯、网络、移动等行业。集成电路技术帮助产品提升利用率，特别是近些年的西方国家，充分利用集成电路资金周转迅速、科学价值高等优势，深入挖掘电路技术的隐藏价值[1]。西方集成电路生产厂商数量众多，设计与技术优化等竞争比较激烈，因此相关的技术人员与核心技术也在不断调整。集成电路制造技术应用的核心在于光刻、刻蚀技术等方面。西方集成电路技术在这方面发展渐趋成熟，已经逐渐实现尺寸小于0.18 μm，并且联合EUV、MAD等发明了曝光源印刷技术。其中，离子注入法为中心不断完善掺杂技术，光刻技术应用成熟，很多高能量领域更是已经开始涉足集成电路技术。西方集成电路技术在封装技术与材料及设备技术方面也比中国更加成熟。封装技术不仅能够起到安装、固定的作用，还能够在保护芯片的基础上将芯片与电路相连接，实现集成电路的科学应用。在材料及设备等方面，集成电路技术从最初的硅衬底材料扩增到微电子器件，并且利用300 mm硅圆片实现了最新集成电路的制作。

1.2 中国集成电路技术

中国集成电路技术的发展水平与西方集成电路技术发展水平之间还存在一定差距，尤其是集成电路产品方面，1985年之前，集成电路仅体现在电视机、录音机和广播等方面。1990年之后，集成电路技术开始被应用于通讯产品，同时集成电路技术发展进入到第一个关键阶段，但是我国在该技术的具体应用上，涉及范围并不是非常广泛。计算机的大范围应用拓宽了集成电路技术的应用范围，并且也逐渐提高了我国集成电路技术的发展水平和地位。

中国具有广泛的市场，正因为如此，我国现在已经成为最大的集成电路技术制造国家之一。近些年，集成电路技术进入到第二个高速发展阶段，很多集成电路竞争优势不断显现出来。据不完全资料统计，2015—2017年，我国的集成电路技术应用持续深入，其相关产品销售额达到5 411.3亿元，相比之前，每年至少都会持续上升30.2%～45.8%.对比西方发达国家，例如英国、美国、德国等，发展速度还较为缓慢，集成技术含量相对较低，企业在全世界上的竞争优势不大[2]。我国集成电路技术（芯片）发展状况具体如表1所示，虽然还处于发展探索阶段，但是不管是销售还是技术应用都已经渐趋成熟。

表1 我国集成电路技术（芯片）发展状况

芯片制造生产线及圆片尺寸圆片尺寸芯片生产线/条 2005年2010年2015年 3002614 20091419 15081728 1258914 100141518 合计416193

通过表1能够发现，中国芯片生产线数量增加迅速，但是结合实际情况可以发现，其增加的基础是依靠外资转移的方式，或者以中西方合作的方式增加，中国境内本身企业单独增加较少。从设计、封装测试等生产技术加以分析，技术含量还是不高，一直处于集成电路技术的末端环节。

2017年中国集成电路技术协会对半导体发展进行统计，最初2013年销售额为2 508.5亿元，2017年上升到5 411.3亿元，在五年的时间里销售额翻了一倍。同时在设计、制造、封装三方面销售额增加了20%.设计水平已经能够与国外同步，但是精品芯片却还需要依靠进口，因此在多个方面与西方继承电路技术依然存在发展差距。

2 中西方集成电路技术差异原因

2.1 产业技术与核心技术不足

中国与西方集成电路技术之所以存在明显的发展差距，主要因为西方集成电路技术发展起步较早，在中国集成电路技术初步发展阶段，西方集成电路技术在很多方面已经发展成熟，加上中国产业技术水平相对低下，很多核心技术依然需要依赖于西方国家，总体来讲，中国与西方集成电路技术发展至少相差两代，发展水平也落后于国际水平五六年。国内集成电路技术设计还停留在0.5 μm，但是西方集成电路技术已经达到0.25 μm以下。在集成电路封装方面，国内采用双列直插封装，但是西方国家已经应用四边引线扁平封装，因此产业技术、核心技术的落后导致中西方集成电路技术出现明显差异。

2.2 中国集成电路产业结构问题

集成电路产业结构问题也是造成中西方集成电路技术差异的原因之一，特别是芯片制造、封装测试等方面。集成电路技术作为主要环节，需要控制好设计步骤，做好集成电路技术上游工作。集成电路技术产业作为智力密集型产业，芯片加工受到资金、技术等影响因素，具有高风险、高投入、高利润的特点。我国在这方面存在产业结构问题，因为集成电路技术应用不协调，加上投入资产相对较少，所以高端芯片生产还存在很多不足，进而导致中西方集成电路发展差异较大[3]。

2.3 集成电路发展创新能力不足

集成电路作为高新技术，需要很多价格不菲的软硬件设备，虽然政府对这方面非常重视，同时投入了大量资金，但是依然不能满足集成电路技术的发展需要。另外，集成电路技术研究方面的专业团队创新力不够，而且集成电路企业管理不科学，一直存在散乱、规模小等问题。在各方压力下，企业不得不通过重复、低水平的开发来节省生产成本，维持企业发展，这方面问题是提高中国集成电路技术的突破口。

3 集成电路技术发展对策

3.1 优化集成电路产业模式

提高对关键技术的重视力度，优化集成电路产业模式。在集成电路技术发展中，中西方出现较大差异主要是因为国内对关键技术重视力度不够，因此，必须提高对关键技术的重视力度，调整产业发展格局。政府针对集成电路技术组建专门的研发中心，及时就高性能微处理器、系统芯片等进行突破创新，升级我国的纳米技术与集成电路制造、封装等技术，从而达到专业水平提升的目的；调整集成电路技术生产线，提高集成电路产品生产能力，积极改善集成电路产业经营模式，借鉴国外先进经验，不断优化集成电路企业发展模式，并建立更多的集成电路生产线，提高其发展技术能力。

3.2 寻找集成电路发展突破口

完善集成电路企业内部结构，寻找集成电路发展突破口。中西方集成电路发展差距的缩小，还需要国内集成电路企业对内部发展格局进行完善，抓住当前集成电路技术发展的突破口，加大芯片设计优化力度，集中力量发展设计业[4]。作为集成电路技术发展龙头，设计业内部结构调整需要从集成电路设计园区展开，组建专业技术团队，积极到西方先进公司学习，结合国内产业发展对内部结构加以改革创新，从而提高集成电路企业在市场发展中的竞争性。

3.3 促进政府投资方式改革创新

拓展集成电路企业融资渠道，促进政府投资方式改革创新。要想促使集成电路技术发展与相关企业进步，缩短与西方先进企业之间的差距，就必须为集成电路技术发展做好资金管理保障，提供更多资金支持。政府要改变传统资金支持手段，结合集成电路企业的发展状况，为其提供更多长期资金贷款机会，并通过税收政策的调整，帮助集成电路企业降低税款成本，提出更多优惠政策；制订详细的融资管理机制，建设风险投资管理中心，指导集成电路企业寻找更适合的发展融资途径，并为其推荐优秀的融资顾问团队，在寻求国内融资渠道的同时，也可以寻找适当的国外融资渠道，发挥市场多元化优势，与先进的集成电路企业合作，带动国内集成电路企业发展。