IC技術(shù)面臨轉(zhuǎn)型：創(chuàng)新中心提供推動(dòng)力

張衛(wèi)

國(guó)家集成電路創(chuàng)新中心依托聯(lián)盟開展與集成電路產(chǎn)業(yè)界的廣泛合作，聚集高端國(guó)際人才團(tuán)隊(duì)，圍繞集成電路制造業(yè)先進(jìn)節(jié)點(diǎn)開展共性技術(shù)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)器件結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和工藝創(chuàng)新；開展系統(tǒng)集成中的共性技術(shù)研發(fā)；研發(fā)功能器件，為智能制造應(yīng)用創(chuàng)新提供支撐；形成大量原創(chuàng)技術(shù)。中心發(fā)揮聯(lián)盟單位各自優(yōu)勢(shì)，整合相關(guān)資源，探索研發(fā)機(jī)制和模式創(chuàng)新。

集成電路產(chǎn)業(yè)是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心，是支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和保障國(guó)家安全的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)，是提升我國(guó)工業(yè)技術(shù)水平、實(shí)現(xiàn)信息化帶動(dòng)工業(yè)化和工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)根本。

我國(guó)IC產(chǎn)業(yè)面臨重要戰(zhàn)略機(jī)遇期

目前，全球集成電路產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出幾個(gè)特點(diǎn)：布局不斷變化，加速向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移。全球范圍內(nèi)大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移為中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)承接轉(zhuǎn)移、擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模提供了良好的機(jī)遇，產(chǎn)業(yè)分工的不斷細(xì)化也為我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)切入全球產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈提供了契機(jī)。

全球半導(dǎo)體銷售和投資進(jìn)入新一輪高增長(zhǎng)期。在通信（5G及更高世代）、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)終端、汽車和機(jī)器人、人工智能、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)等多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的帶動(dòng)下，全球半導(dǎo)體營(yíng)收在2017年超過4000億美元，這是史無(wú)前例的。市場(chǎng)對(duì)芯片的需求量很大，以存儲(chǔ)器價(jià)格的快速、大幅上漲為主要標(biāo)志，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。這些因素刺激了集成電路投資增長(zhǎng)，許多企業(yè)將前所未有地投入用于新建晶圓廠和晶圓制造設(shè)備。

以中國(guó)市場(chǎng)為核心的亞太地區(qū)（除日本外）已成為全球最龐大的集成電路消費(fèi)市場(chǎng)。中國(guó)作為全球電子信息產(chǎn)品最主要的制造國(guó)，中國(guó)市場(chǎng)在全球的占比將進(jìn)一步提升。CCID分析報(bào)告顯示，2017年中國(guó)集成電路產(chǎn)品市場(chǎng)為12950.1億元，同比增長(zhǎng)8.0%，占世界集成電路產(chǎn)品市場(chǎng)62.9%的份額。隨著國(guó)內(nèi)集成電路市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)，其全球地位也在快速提升。據(jù)WSTS分析，2017年亞太地區(qū)（除日本外）仍保持穩(wěn)定增長(zhǎng)，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)2078億美元，中國(guó)在全球半導(dǎo)體市場(chǎng)的消費(fèi)比重將逐漸加大。中國(guó)市場(chǎng)對(duì)集成電路產(chǎn)品的需求呈現(xiàn)高、中、低檔產(chǎn)品多代共存的特點(diǎn)，產(chǎn)品的生命周期也比發(fā)達(dá)國(guó)家略長(zhǎng)。

但是，我國(guó)集成電路發(fā)展的同時(shí)也存在兩大突出問題。首先，核心芯片大量依賴進(jìn)口：2017年我國(guó)集成電路進(jìn)口額達(dá)2601億美元，隨著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，目前供給嚴(yán)重不足；高度依賴進(jìn)口，中低端芯片對(duì)外依存度達(dá)80%，高端芯片對(duì)外依存度超90%。其次，集成電路制造業(yè)能力不足，缺少核心技術(shù)。制造業(yè)整體實(shí)力不足，工藝技術(shù)落后于國(guó)際先進(jìn)水平兩代左右，缺少核心競(jìng)爭(zhēng)力，暴露出我國(guó)在芯片核心技術(shù)上受制于人的尷尬局面。所以“核心技術(shù)是國(guó)之重器。在別人的墻基上砌房子，再大再漂亮也可能經(jīng)不起風(fēng)雨，甚至?xí)豢耙粨簟薄?/p>

可以看出，在當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期是我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期和攻堅(jiān)期。

展望未來，集成電路技術(shù)面臨重大轉(zhuǎn)型，3～5nm工藝很可能不再使用FinFET結(jié)構(gòu)而是新結(jié)構(gòu)的晶體管，我們應(yīng)當(dāng)抓住技術(shù)變革的重大機(jī)遇，建設(shè)國(guó)家集成電路創(chuàng)新中心，開展共性技術(shù)研發(fā)。

創(chuàng)新中心建設(shè)背景與過程

基于上述客觀環(huán)境和集成電路發(fā)展趨勢(shì)，為了推動(dòng)我國(guó)集成電路相關(guān)領(lǐng)域核心技術(shù)的發(fā)展，國(guó)家集成電路創(chuàng)新中心的建設(shè)就非常有必要。2018年2月8日，上海市經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)正式發(fā)文，依托上海集成電路制造創(chuàng)新中心有限公司建設(shè)上海市集成電路制造業(yè)創(chuàng)新中心。2018年5月23日，工業(yè)和信息化部組織召開國(guó)家集成電路創(chuàng)新中心建設(shè)方案專家論證會(huì)，一致同意通過國(guó)家集成電路創(chuàng)新中心建設(shè)方案的論證。2018年6月4日，工業(yè)和信息化部正式批復(fù)上海市集成電路制造業(yè)創(chuàng)新中心升級(jí)為國(guó)家集成電路創(chuàng)新中心。2018年7月3日，國(guó)家集成電路創(chuàng)新中心在上海正式啟動(dòng)建設(shè)，工業(yè)和信息化部副部長(zhǎng)羅文，上海市委常委、常務(wù)副市長(zhǎng)周波為創(chuàng)新中心揭牌。

組織模式

參照工業(yè)和信息化部提出的符合國(guó)家創(chuàng)新中心建設(shè)領(lǐng)域總體布局要求、面向制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展重大需求等12項(xiàng)條件，針對(duì)國(guó)家制造業(yè)創(chuàng)新中心建設(shè)領(lǐng)域總體布局“集成電路先進(jìn)工藝”板塊，由復(fù)旦大學(xué)、中芯國(guó)際和華虹集團(tuán)共同出資組建上海集成電路制造創(chuàng)新中心有限公司。這是一個(gè)按公司法組建的、市場(chǎng)化運(yùn)行的實(shí)體公司。

集成電路制造業(yè)創(chuàng)新中心涵蓋了3個(gè)國(guó)家級(jí)創(chuàng)新平臺(tái)，包括“專用集成電路與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”，國(guó)家發(fā)改委認(rèn)定“上海集成電路研發(fā)中心”，以及由上海市、浙江省和江蘇省共同發(fā)起成立，復(fù)旦大學(xué)牽頭的“長(zhǎng)三角集成電路設(shè)計(jì)與制造協(xié)同創(chuàng)新中心”。

集成電路創(chuàng)新中心依托“中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”和“中國(guó)高端芯片聯(lián)盟”。通過聯(lián)盟，開展與集成電路產(chǎn)業(yè)界的廣泛合作，聚集高端國(guó)際人才團(tuán)隊(duì)，形成大量原創(chuàng)技術(shù)。發(fā)揮聯(lián)盟單位各自優(yōu)勢(shì)，整合相關(guān)資源，探索研發(fā)機(jī)制和模式創(chuàng)新。同時(shí)借鑒國(guó)際上類似研發(fā)機(jī)構(gòu)管理模式，充分發(fā)揮我國(guó)特色的政、產(chǎn)、學(xué)、研、金、用協(xié)同決策的科學(xué)性，控制風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)工業(yè)和信息化部、國(guó)家發(fā)改委、科技部、財(cái)政部四部委聯(lián)合發(fā)布的《制造業(yè)創(chuàng)新中心建設(shè)工程實(shí)施指南（2016-2020）》指出的 “創(chuàng)新中心的組織結(jié)構(gòu)由參與創(chuàng)建的各成員單位協(xié)商決定，采取企業(yè)法人等形式”的要求，“國(guó)家集成電路創(chuàng)新中心”將是一個(gè)按照公司法組建的股份制有限公司，是獨(dú)立于股東公司之外的法律關(guān)系主體。創(chuàng)新中心的組建方式：將以股東單位為主體、以行業(yè)骨干企業(yè)、國(guó)內(nèi)高?？蒲袡C(jī)構(gòu)為合作和參與單位，吸納政府資金、產(chǎn)業(yè)基金、企業(yè)、高校、科研院所及社會(huì)資本增資擴(kuò)股，完善股權(quán)結(jié)構(gòu)和法人治理結(jié)構(gòu)，保障創(chuàng)新中心的獨(dú)立性、實(shí)體性和中立性。集中產(chǎn)業(yè)界優(yōu)勢(shì)力量，完善集成電路產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同機(jī)制，提高創(chuàng)新中心的可持續(xù)發(fā)展能力。

集成電路創(chuàng)新中心集合國(guó)內(nèi)產(chǎn)、學(xué)、研、用的優(yōu)勢(shì)力量，推動(dòng)中國(guó)集成電路制造業(yè)邁入國(guó)際第一梯隊(duì)。因此，產(chǎn)業(yè)鏈上下游的企業(yè)、高校和科研院所都能夠參與集成電路創(chuàng)新中心的研發(fā)任務(wù)，獲得集成電路創(chuàng)新中心的研發(fā)成果。成員單位分為四個(gè)類型：（1）股東單位：直接投資。（2）合作單位：合作開發(fā)，提供技術(shù)、人員、設(shè)備、場(chǎng)地等。（3）參與單位：參與開發(fā)。（4）用戶單位：購(gòu)買產(chǎn)品。

同時(shí)在聯(lián)盟的指導(dǎo)下，通過聯(lián)盟協(xié)調(diào)各方資源，探索產(chǎn)、學(xué)、研、用深度融合的機(jī)制，推動(dòng)集成電路創(chuàng)新中心建設(shè)，促進(jìn)關(guān)鍵共性技術(shù)的應(yīng)用。聯(lián)盟建立了完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，有利于推進(jìn)共性技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用；聯(lián)盟匯聚了國(guó)內(nèi)IC業(yè)界眾多資源，能夠?yàn)榧呻娐穭?chuàng)新中心發(fā)展規(guī)劃、技術(shù)選擇等提供戰(zhàn)略性的指導(dǎo)。

集成電路創(chuàng)新中心人員組成：集成電路創(chuàng)新中心是一個(gè)以技術(shù)研發(fā)為核心業(yè)務(wù)的企業(yè)，技術(shù)人員必然是企業(yè)的生命力，在資金使用上會(huì)盡量降低管理成本，更高效地利用政府和企業(yè)共同投入的資金。集成電路創(chuàng)新中心的人員構(gòu)成主要來源于三個(gè)渠道：社會(huì)招聘、單位輸出以及單位派駐。

項(xiàng)目申請(qǐng)與技術(shù)進(jìn)展

創(chuàng)新中心申請(qǐng)并中標(biāo)了2018年工業(yè)和信息化部工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)資金項(xiàng)目。項(xiàng)目圍繞支撐集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)?；鲩L(zhǎng)，圍繞提升我國(guó)集成電路制造業(yè)共性技術(shù)創(chuàng)新能力，服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)，支撐成套裝備和材料的產(chǎn)業(yè)化驗(yàn)證的發(fā)展目標(biāo)。

創(chuàng)新中心研究集中在集成電路關(guān)鍵共性技術(shù)的攻克和創(chuàng)新技術(shù)的研發(fā)。代表性進(jìn)展有：（1）把半浮柵晶體管與二維材料相結(jié)合，提出和論證了一種新型存儲(chǔ)器芯片，既有動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（DRAM）的納秒級(jí)速度，同時(shí)又具有非揮發(fā)存儲(chǔ)器（Flash）的特點(diǎn)，稱為第三類存儲(chǔ)器。相關(guān)成果以長(zhǎng)文形式在線發(fā)表于《自然·納米技術(shù)》，題為《用于準(zhǔn)非易失應(yīng)用的范德瓦爾斯結(jié)構(gòu)半浮柵存儲(chǔ)》。（2）用原子層淀積（ALD）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量、層數(shù)可控、大面積均勻且穩(wěn)定p型摻雜的二維原子晶體，為制備基于二維原子晶體的新型微電子器件打下良好的基礎(chǔ)。

發(fā)展目標(biāo)

中心目標(biāo)建設(shè)具有獨(dú)立性、開放性、實(shí)體性的集成電路共性技術(shù)的研發(fā)平臺(tái)。圍繞集成電路制造業(yè)先進(jìn)節(jié)點(diǎn)開展共性技術(shù)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)器件結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和工藝創(chuàng)新；開展系統(tǒng)集成中的共性技術(shù)研發(fā)；研發(fā)功能器件，為智能制造應(yīng)用創(chuàng)新提供支撐。解決我國(guó)集成電路主流技術(shù)方向選擇和可靠技術(shù)來源問題，為產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)、未來大生產(chǎn)線建設(shè)提供技術(shù)支撐和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。建成具有全球影響力的集成電路創(chuàng)新中心，成為全球集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新機(jī)構(gòu)和技術(shù)源泉。

以國(guó)家創(chuàng)新中心建設(shè)為引領(lǐng)，持續(xù)、加大集成電路共性技術(shù)研發(fā)投入。依托集成電路國(guó)家創(chuàng)新中心，牽頭組織重大科技研發(fā)項(xiàng)目，組織資源攻克共性技術(shù)難點(diǎn)與痛點(diǎn)，為高端核心芯片開發(fā)和自主制造提供技術(shù)來源，為我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)提升提供服務(wù)。縮小我國(guó)與世界最先進(jìn)水平集成電路技術(shù)的差距，開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工藝模塊和成套工藝。