■文/傅方正 黃曉飛(浙江大學杭州國際科創(chuàng)中心)
當前,我國集成電路產(chǎn)業(yè)斷鏈斷供情況日益嚴峻,國產(chǎn)芯片自給率不高,技術(shù)落后,自主工藝匱乏,設(shè)計、材料、設(shè)備等環(huán)節(jié)的關(guān)鍵核心技術(shù)受制于人,與世界先進水平相比存在明顯差距。長三角作為我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展比較先進的地區(qū),產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)完整,行業(yè)分工清晰,科研力量集聚,具有較為明顯的技術(shù)優(yōu)勢、人才優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,應(yīng)瞄準關(guān)鍵核心技術(shù)難點和可能實現(xiàn)的突破點,建立上下游協(xié)同、產(chǎn)學研一體的協(xié)同攻關(guān)機制,推動創(chuàng)新鏈、人才鏈和產(chǎn)業(yè)鏈深度融合,促進集成電路產(chǎn)業(yè)健康運行,助力長三角區(qū)域經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。
長三角區(qū)域集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)達,科教資源豐富,市場競爭充分,是國內(nèi)最主要的集成電路研發(fā)和生產(chǎn)基地。據(jù)統(tǒng)計,2022年長三角集成電路設(shè)計、制造、封測的規(guī)模達到7235億元,在全國占比超60%,較2021年增加1.94%,較2019年增加14.14%,總體規(guī)模增速非常明顯。
長三角“三省一市”集成電路產(chǎn)業(yè)各有特色,上海綜合水平相對較高,江蘇強于封裝測試,浙江以IC設(shè)計、特色工藝為主,安徽以晶圓制造牽引產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,形成了“以上海為龍頭牽引、三省齊頭并進”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。在集成電路設(shè)計業(yè)、制造業(yè)和封測業(yè)細分領(lǐng)域中,2022年長三角地區(qū)在全國占比分別為57%、51%和78%。特別是上海市產(chǎn)業(yè)鏈最為完整、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)最為均衡,覆蓋設(shè)計、制造、封裝測試、裝備材料等各環(huán)節(jié),構(gòu)建EDA工具、高端芯片設(shè)計、先進晶圓制造、高端封測服務(wù)、裝備材料為一體的集成電路全產(chǎn)業(yè)鏈,形成以浦東為核心、多個地區(qū)協(xié)同發(fā)展“一核多極”分布,全力打造國家集成電路綜合性產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新基地。
長三角地區(qū)布局國家級科研平臺、重點實驗室以及專業(yè)性科研院所,能夠為集成電路產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新提供各類技術(shù)支撐和研發(fā)服務(wù)。國家集成電路創(chuàng)新中心由高校和行業(yè)龍頭企業(yè)發(fā)起,為我國集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級和下一代集成電路生產(chǎn)線的建設(shè)提供技術(shù)來源和知識產(chǎn)權(quán)保護;集成電路與系統(tǒng)國家重點實驗室、硅及先進半導體材料國家重點實驗室、極端光學技術(shù)與儀器國家重點實驗室等,解決集成電路產(chǎn)業(yè)的材料、儀器、IC設(shè)計等領(lǐng)域科學問題和技術(shù)難題;中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所在信息功能材料及其制備技術(shù)和方法上具有深厚的研究積累,在化合物半導體、薄膜材料等領(lǐng)域具有重要地位;上海集成電路研發(fā)中心(ICRD)擁有領(lǐng)先的工藝制造能力,向全球客戶提供0.35微米到14納米FinFET不同技術(shù)節(jié)點的晶圓代工與技術(shù)服務(wù)。
長三角地區(qū)集中了C9高校中的5所頂尖研究型大學,以及杭州電子科技大學、東南大學等專業(yè)型大學,擁有8所國家示范性微電子學院,6所高校獲批第一批“集成電路科學與工程”博士學位授予點。這些高校均設(shè)立集成電路相關(guān)學科,開展集成電路專業(yè)人才培養(yǎng),聚集3個國家級集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)化基地,5個國家級集成電路設(shè)計人才培訓基地,2個國家集成電路產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺,2個國家集成電路技術(shù)創(chuàng)新中心,在產(chǎn)教融合、科教協(xié)同的高素質(zhì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面具有得天獨厚的條件。
長三角地區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)具有深厚的技術(shù)積累和原創(chuàng)能力。復旦大學在數(shù)字集成電路設(shè)計領(lǐng)域科研實力雄厚,擁有SoC和FPGA創(chuàng)新團隊及EDA、信息安全芯片、類腦芯片等研究團隊;上海交通大學在微納加工技術(shù)、納米材料制備及應(yīng)用領(lǐng)域科研實力強勁;東南大學聚焦集成電路高能效設(shè)計,在低功耗和低損耗芯片領(lǐng)域取得一定成果;浙江大學牽頭建設(shè)浙江省CMOS集成電路成套工藝與設(shè)計技術(shù)創(chuàng)新中心,在集成電路制造領(lǐng)域優(yōu)勢突出;同濟大學在多核處理器架構(gòu)體系方面擁有多項成果。
長三角地區(qū)憑借其獨特的區(qū)位優(yōu)勢、全方位的政策支持以及充沛的創(chuàng)新資源,成為國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)最發(fā)達、技術(shù)力量最集中、創(chuàng)新后勁最充足的地區(qū),具備在極端施壓、技術(shù)熔斷的條件下實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)自我突破的可能性。同時,由于“三省一市”在區(qū)域產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和創(chuàng)新布局上缺乏協(xié)調(diào)機制,存在各自為戰(zhàn)、重復建設(shè)和同質(zhì)化競爭現(xiàn)象,導致產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈融合不足,關(guān)鍵核心技術(shù)協(xié)同不夠,創(chuàng)新資源內(nèi)耗較為嚴重,迫切需要從體制機制上予以解決。
創(chuàng)新鏈是產(chǎn)業(yè)鏈的動力源泉,產(chǎn)業(yè)鏈是創(chuàng)新鏈的落地載體,兩者相互依存、共同演進,從而實現(xiàn)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的融合發(fā)展。當前,集成電路產(chǎn)業(yè)面臨斷供斷鏈的風險,核心關(guān)鍵技術(shù)自主可控依然沒有解決,產(chǎn)業(yè)鏈的痛點、難點和堵點仍然存在,創(chuàng)新鏈支撐產(chǎn)業(yè)鏈的作用不夠明顯,協(xié)同攻關(guān)上存在亟待解決的問題。
協(xié)同攻關(guān)任務(wù)主要來自政府部門、鏈主企業(yè)、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等機構(gòu),不同機構(gòu)對協(xié)同攻關(guān)的本質(zhì)認識、方案設(shè)計和組織方式都有不同的考量,較難達成一致的目標共識和利益訴求。在具體協(xié)同攻關(guān)中,任務(wù)組織者缺乏,戰(zhàn)略科學家較少,戰(zhàn)略牽引作用不顯著,多兵種協(xié)同、各業(yè)務(wù)聯(lián)動、上下游整合的組織架構(gòu)沒有形成,各地創(chuàng)新政策支持各有側(cè)重,項目任務(wù)遴選機制不夠健全,跨行業(yè)、跨領(lǐng)域、跨學科的協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)尚未建立。
現(xiàn)有協(xié)同攻關(guān)平臺主要依托高校和科研院所建立,政府產(chǎn)業(yè)部門、龍頭企業(yè)參與不多,創(chuàng)新主體相互之間處于弱聯(lián)系狀態(tài)。平臺內(nèi)部以PI課題組為主,有組織科研的協(xié)同體系尚未建立;平臺外部開放性欠缺,其他創(chuàng)新主體難以融入?yún)⑴c,從而導致平臺的承載、匯聚和協(xié)同作用發(fā)揮不夠,對于各類創(chuàng)新資源的統(tǒng)籌能力不足,推動全鏈條創(chuàng)新的動力不強,大學—政府—產(chǎn)業(yè)“三螺旋”的協(xié)同創(chuàng)新機制有待完善。
當前,協(xié)同攻關(guān)團隊很大程度上是任務(wù)驅(qū)動的松散科研組織,單兵作戰(zhàn)能力強而大兵團作戰(zhàn)不夠,“金字塔型”的創(chuàng)新人才梯隊還未形成。依靠企業(yè)、高校和科研院所的單一主體,在短期內(nèi)無法湊齊滿足攻關(guān)任務(wù)的技術(shù)隊伍,而長期上又無法保持大規(guī)模的攻關(guān)團隊。同時,高校團隊傾向于做“從0到1”的原始創(chuàng)新,以發(fā)論文、拿獎項為出發(fā)點;企業(yè)團隊需要解決“從1到100”的技術(shù)攻關(guān),以產(chǎn)品商業(yè)化為目標,兩者的出發(fā)點和落腳點不同,導致合作意愿不強、團隊凝聚力缺乏、信任機制不足。
由于協(xié)同攻關(guān)涉及多個兵種、不同學科、分散任務(wù),參與各方的訴求不同,成果認定的專業(yè)性較強,導致成果歸屬的切割分配較難,標準化的評價指標難以體現(xiàn)整體業(yè)績和個體貢獻,參與者的成果分享不充分。尤其是集成電路領(lǐng)域的設(shè)計、制造、封裝、測試等每個技術(shù)節(jié)點都十分關(guān)鍵,單個指標都無法反映整體效應(yīng),需要進行全流程的評價管理,實行全要素的利益分配,既體現(xiàn)協(xié)同攻關(guān)整體目標任務(wù)的達成,也反映個體在其中的貢獻作用。
協(xié)同攻關(guān)主要指針對某項技術(shù)發(fā)揮集中力量辦大事的優(yōu)勢,集合匯聚各方資源,協(xié)同多個創(chuàng)新主體進行的聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)。對于集成電路產(chǎn)業(yè)而言,攻關(guān)難題并不是單一的技術(shù)點創(chuàng)新,而是跨學科、跨領(lǐng)域、跨行業(yè)的復雜綜合性技術(shù)群突破,需要政府、企業(yè)和高校院所不同主體的創(chuàng)新協(xié)同來實現(xiàn)。結(jié)合已有產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈協(xié)同攻關(guān)的案例,提出政府推動型、“鏈主”引領(lǐng)型和平臺賦能型三種模式。
由政府主導的關(guān)鍵技術(shù)突破項目,通過產(chǎn)業(yè)界、學術(shù)界專家認定重點行業(yè)的重大待突破技術(shù)后,以科研專項形式發(fā)布攻關(guān)任務(wù),符合條件的龍頭企業(yè)組建創(chuàng)新聯(lián)合體,協(xié)同產(chǎn)業(yè)鏈上企業(yè)共同“揭榜”,完成既定的協(xié)同攻關(guān)任務(wù)。比如,寧波市成立綠色石化創(chuàng)新聯(lián)合體,由行業(yè)龍頭企業(yè)牽頭組建和申報,產(chǎn)業(yè)上下游重點企業(yè)、科研院所作為核心成員,按照協(xié)議、章程明確權(quán)利和義務(wù),開展產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)??萍贾鞴懿块T負責創(chuàng)新聯(lián)合體的管理工作,出臺相應(yīng)建設(shè)指導文件和管理辦法,設(shè)立創(chuàng)新聯(lián)合體科研專項,組織實施創(chuàng)新聯(lián)合體攻關(guān)項目。因此,可由“三省一市”政府聯(lián)合選聘專家團隊,遴選集成電路協(xié)同攻關(guān)任務(wù),由區(qū)域內(nèi)若干集成電路龍頭企業(yè)牽頭,組建協(xié)同攻關(guān)創(chuàng)新聯(lián)合體,邀請重點高校、相關(guān)企業(yè)參與,簽署協(xié)同攻關(guān)共建協(xié)議,制定創(chuàng)新聯(lián)合體工作任務(wù),形成政府主導推動的協(xié)同攻關(guān)機制。
由行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)牽頭,針對產(chǎn)業(yè)技術(shù)的“痛點”“難點”,上下游相關(guān)企業(yè)深度參與,高校和科研機構(gòu)協(xié)同助力,建立合作開發(fā)的市場化攻關(guān)模式。由于行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)對產(chǎn)業(yè)鏈影響巨大,在技術(shù)攻關(guān)上更具目標性、落地性和應(yīng)用性,可以發(fā)揮龍頭帶動作用,輻射產(chǎn)業(yè)鏈中小企業(yè),推動產(chǎn)學研一體化攻關(guān)。比如,??低暵?lián)合上下游企業(yè)、高校院所開展監(jiān)控設(shè)備領(lǐng)域的技術(shù)攻關(guān),企業(yè)投入資金和研發(fā)資源,政府給予重點研發(fā)項目的指南建議權(quán),產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)中小企業(yè)的科技項目或給予采購訂單承諾的攻關(guān)項目優(yōu)先支持,從而打破單一企業(yè)資源稟賦的限制,建立“鏈主”牽引的協(xié)同攻關(guān)。對此,長三角地區(qū)政府可向集成電路領(lǐng)軍企業(yè)派駐科技特派員,支持企業(yè)梳理產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)清單,圍繞“鏈主”開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。對于“鏈主”企業(yè)組織的協(xié)同攻關(guān)任務(wù),在研發(fā)投入、創(chuàng)新券使用、稅收抵扣等方面提供優(yōu)惠政策,降低企業(yè)的研發(fā)投入壓力。
由優(yōu)勢高?;蚩蒲袡C構(gòu)牽頭,面向行業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā),建立相對獨立運行的公共技術(shù)服務(wù)平臺。政府提供平臺建設(shè)配套資金,企業(yè)提供技術(shù)需求和應(yīng)用場景,高校提供人才和技術(shù)支撐,平臺提供技術(shù)驗證和開發(fā)服務(wù),形成“技術(shù)供給+驗證服務(wù)+中試檢測”的公共技術(shù)服務(wù)能力。比如,浙江省CMOS集成電路創(chuàng)新平臺由地方政府與高校共建,成立獨立的平臺運行公司,建設(shè)全國唯一的12英寸CMOS 設(shè)計制造一體化工藝技術(shù)平臺,開展產(chǎn)業(yè)公共技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)教融合人才培養(yǎng),打造“市場化運營、企業(yè)化運作”的集成電路產(chǎn)業(yè)公共技術(shù)平臺。因此,在現(xiàn)有浙江省CMOS集成電路平臺基礎(chǔ)上,進一步探索“高校主導、政府支持、企業(yè)參與、市場運作”的建設(shè)模式,吸引長三角地區(qū)相關(guān)企業(yè)、科研機構(gòu)共同參與平臺建設(shè),整合行業(yè)上下游技術(shù)需求、引進行業(yè)亟需技術(shù)人才、制定行業(yè)技術(shù)規(guī)范標準、推進行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),打造一個獨立法人運營的中國版IMEC。
協(xié)同攻關(guān)是基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究到試驗發(fā)展和市場化生產(chǎn)的過程,各個環(huán)節(jié)不是簡單的線性遞進關(guān)系,而是呈現(xiàn)相互作用、互為交叉、跨界融合的發(fā)展態(tài)勢。要建立政府、大學、科研院所、企業(yè)之間的協(xié)作網(wǎng)絡(luò),打造“企業(yè)出題、政府立題、有組織解題、市場閱卷”的開放系統(tǒng),實施有組織科研攻關(guān),推進大兵團作戰(zhàn),優(yōu)化配置創(chuàng)新資源,提升體系化創(chuàng)新能力,補齊產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新鏈短板,保障產(chǎn)業(yè)健康安全發(fā)展。
要發(fā)揮政府協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)協(xié)同攻關(guān)方面的引導作用,成立區(qū)域性的重點產(chǎn)業(yè)科技咨詢委員會,建立領(lǐng)域首席科學家輪值制度,加強重點產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略謀劃。“三省一市”科技部門可聯(lián)合設(shè)立產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新管理辦公室,協(xié)調(diào)各地產(chǎn)業(yè)政策和創(chuàng)新資源,梳理關(guān)鍵共性技術(shù)問題和清單,建立重點產(chǎn)業(yè)協(xié)同攻關(guān)科技項目,不定期、常態(tài)化地開展協(xié)同攻關(guān)項目組織工作。要發(fā)揮行業(yè)龍頭企業(yè)的主體作用,以產(chǎn)業(yè)化為導向,以市場化為手段,整合產(chǎn)業(yè)鏈上下游的技術(shù)力量,帶動鏈上企業(yè)從需求出發(fā),開展有組織的科研攻關(guān)和協(xié)同創(chuàng)新。要發(fā)揮高校、科研機構(gòu)、企業(yè)研發(fā)部門等各自技術(shù)優(yōu)勢,確立協(xié)同攻關(guān)的“軍令狀”,聚焦目標、集中資源、固化時間來推動關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),將企業(yè)研發(fā)骨干和高校前沿學科優(yōu)勢、科研院所的核心研發(fā)力量進行整合協(xié)同,體現(xiàn)多主體、跨領(lǐng)域、跨行業(yè)協(xié)同的創(chuàng)新動員能力。
要探索社會主義市場經(jīng)濟條件下的新型舉國體制,把政府的政策優(yōu)勢、企業(yè)的市場優(yōu)勢和高校的人才優(yōu)勢整合起來,發(fā)揮不同創(chuàng)新主體的作用,系統(tǒng)性、集成性、體制性地進行協(xié)同攻關(guān)。要面向重點產(chǎn)業(yè)需求,選擇已有優(yōu)勢力量建設(shè)集成攻關(guān)公共平臺,進一步引導國家重點實驗室、技術(shù)創(chuàng)新中心、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新平臺等創(chuàng)新載體開放共享,實現(xiàn)創(chuàng)新資源有效配置。要堅持創(chuàng)新載體的公益屬性,在載體建設(shè)期依托某一技術(shù)力量和資源豐富的高校科研機構(gòu)建設(shè),政府給予支持部分研發(fā)及運營經(jīng)費,企業(yè)投入相應(yīng)的資金和設(shè)備,打造研發(fā)中試性質(zhì)的創(chuàng)新載體。要探索創(chuàng)新平臺的市場化機制,在載體運營期成立相應(yīng)的技術(shù)服務(wù)公司,開展面向市場的企業(yè)化運營,拓展服務(wù)范圍和對外服務(wù)能力,逐步實現(xiàn)平臺的自我造血和可持續(xù)發(fā)展。
要發(fā)揮產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟的作用,將企業(yè)生產(chǎn)中遇到的各類技術(shù)問題,通過一定的遴選方式(比如協(xié)同攻關(guān)項目征集)組成“協(xié)同攻關(guān)題庫”,選出一批產(chǎn)業(yè)迫切、企業(yè)亟需、攻關(guān)有望的攻關(guān)目錄,開展精準的科研力量匹配和對接。比如針對集成電路產(chǎn)業(yè),在上游技術(shù)領(lǐng)域圍繞半導體材料、EDA軟件、設(shè)備關(guān)鍵零部件等開展技術(shù)攻關(guān),突破國外的技術(shù)壁壘;在下游應(yīng)用環(huán)節(jié)遴選具有廣泛應(yīng)用場景的領(lǐng)域,加快在芯片設(shè)計、特色制造工藝等方面的研發(fā),滿足巨大的市場需求。要優(yōu)化“出題—答題”的協(xié)同機制,通過課題指南發(fā)布、“賽馬”制、“揭榜掛帥”制、項目委托制等形式,讓真正有水平的“答題人”脫穎而出,并用“看得見”的指標體系來評估關(guān)鍵技術(shù)和共性技術(shù)的任務(wù)實施成效,保護各方的技術(shù)和商業(yè)秘密,保障不同的利益訴求。
要形成多元化的資源投入,政府財政資金加強配套,企業(yè)研發(fā)資金保證投入,社會資本注資入股,高校和科研機構(gòu)開放共享,著眼于協(xié)同攻關(guān)的重大成果以及未來的可觀收益。要建立協(xié)同攻關(guān)的目標責任制,明確不同主體的責任和需要承擔的義務(wù),實行關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點的里程碑考核。要探索科研經(jīng)費撥付與科技成果作價投資相結(jié)合的“撥投聯(lián)動”機制,推動團隊技術(shù)入股和成果轉(zhuǎn)化分配股權(quán),激發(fā)科研人員的創(chuàng)造性,實現(xiàn)科研資金的效益最大化。要完善成果開放共享機制,協(xié)同攻關(guān)所產(chǎn)生的知識產(chǎn)權(quán)在成員單位內(nèi)優(yōu)先使用,開展成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用按照投入比例進行分配,充分保護成員單位的市場收益。要樹立資源共投、風險共擔、利益共享的意識,正確對待協(xié)同攻關(guān)中的失敗現(xiàn)象,建立相應(yīng)的免責條款和清單,完善企業(yè)科研誠信管理與懲戒機制,弘揚具有高度社會責任感的創(chuàng)新精神與誠信文化。