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芯片藝術(shù)圖 　　百 度

“缺芯少魂”是中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大難題，中興公司、華為公司接連遭遇美國(guó)芯片“斷供”事件把這一難題進(jìn)一步凸顯出來(lái)，引起全國(guó)和國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。

人們?cè)谧l責(zé)美國(guó)貿(mào)易霸凌主義的同時(shí)，也關(guān)心著中國(guó)芯片技術(shù)和產(chǎn)業(yè)：發(fā)展現(xiàn)狀和水平如何?當(dāng)前面臨的最大瓶頸是什么?如何才能實(shí)現(xiàn)突圍實(shí)現(xiàn)自立自強(qiáng)?

就這些問(wèn)題，本報(bào)微信公眾號(hào)《俠客島》近日專(zhuān)訪(fǎng)了中國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所研究員倪光南。

中興、華為事件給全民

上了一堂“芯片課”

俠客島：有人說(shuō)，多少有關(guān)提倡創(chuàng)新的宣傳報(bào)道，都不抵不上“中興事件”“華為事件”的警示來(lái)得深刻、有效。您如何看待這兩個(gè)事件?

倪光南：芯片技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的制高點(diǎn)，芯片產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)代精微加工制造業(yè)的經(jīng)典。芯片技術(shù)和芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平關(guān)系到國(guó)家的競(jìng)爭(zhēng)力和信息安全。

“中興事件”“華為事件”沒(méi)有發(fā)生之前，很多人覺(jué)得芯片和普通的電子元器件一樣，直接從市場(chǎng)上買(mǎi)來(lái)用就是了。這兩個(gè)事件給我們上了一堂課，告訴我們芯片技術(shù)和芯片產(chǎn)業(yè)的極其重大的價(jià)值，形成了全民自發(fā)地關(guān)心中國(guó)芯片技術(shù)發(fā)展和芯片產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的局面。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，上述事件是全民的“警醒劑”，有積極的一面。

設(shè)計(jì)進(jìn)步很快很大

但制造仍是“短板”

俠客島：經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，中國(guó)芯片技術(shù)和產(chǎn)業(yè)目前水平和實(shí)力究竟如何?與美國(guó)相比，還有多大差距?具體體現(xiàn)在哪些方面?

倪光南：在芯片設(shè)計(jì)方面，中國(guó)進(jìn)步很快，可以說(shuō)，已經(jīng)位列全球第二，僅次于美國(guó)，不僅擁有全球數(shù)量最多的設(shè)計(jì)公司，而且水平達(dá)到了相當(dāng)高度，設(shè)計(jì)出一批優(yōu)秀產(chǎn)品。比如，連續(xù)幾年登上世界第一寶座的“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)用的芯片，就是由中國(guó)公司自己設(shè)計(jì)的。再比如，中國(guó)公司設(shè)計(jì)出的手機(jī)芯片和服務(wù)器芯片已得到應(yīng)用，并表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。

中國(guó)在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域還存在設(shè)計(jì)工具方面的“短板”。芯片設(shè)計(jì)是在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具(EDA)軟件平臺(tái)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行邏輯編譯、化簡(jiǎn)、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線(xiàn)和仿真等來(lái)完成的，而能提供該軟件服務(wù)的主要是外國(guó)公司。

在芯片制造領(lǐng)域，包括制造工藝和制造裝備方面，整體而言，中國(guó)能力亟待提高。芯片制造聽(tīng)上去像是傳統(tǒng)制造，實(shí)際上其制造工藝和裝備的精密、繁雜程度遠(yuǎn)超后者。具體來(lái)說(shuō)，其工藝包括光刻、刻蝕、離子注入、薄膜生長(zhǎng)、拋光、金屬化、擴(kuò)散、氧化……與這些制造工藝相對(duì)應(yīng)，制造關(guān)鍵裝備多達(dá)200多種，其中包括光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、清洗機(jī)、切割減薄設(shè)備、分選機(jī)以及其他工序所需的擴(kuò)散、氧化、清洗設(shè)備等。每種裝備的制造技術(shù)要求都很高，制造難度極大且造價(jià)十分高昂。

目前，在芯片制造領(lǐng)域，處于領(lǐng)先地位的企業(yè)大多來(lái)自美國(guó)、日本等國(guó)家和地區(qū)，中國(guó)芯片制造廠一大批裝備需要從國(guó)外進(jìn)口。

有了這些先進(jìn)裝備是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還要開(kāi)設(shè)生產(chǎn)線(xiàn)、制定經(jīng)營(yíng)計(jì)劃。建廠、設(shè)備安裝及調(diào)試往往需要2-3年時(shí)間，這意味著芯片制造企業(yè)要預(yù)先對(duì)市場(chǎng)需求做出判斷。芯片制造技術(shù)不斷迭代更新，之前的設(shè)備及生產(chǎn)線(xiàn)到真正投產(chǎn)時(shí)是否能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，猶未可知。如果新建成的生產(chǎn)線(xiàn)不能充分實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，之前的投入將面臨重大風(fēng)險(xiǎn)。

起步晚+理念偏差

是造成現(xiàn)狀的主因

俠客島：很多工業(yè)領(lǐng)域，我們成功實(shí)現(xiàn)了跨越和趕超，比如高速鐵路、家用電器領(lǐng)域，但在集成電路領(lǐng)域，這種景象沒(méi)能出現(xiàn)。原因何在?

倪光南：從歷史原因來(lái)看，我們起步晚。1947年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了半導(dǎo)體點(diǎn)接觸式晶體管。直到1956年，中國(guó)才成功制成第一根硅單晶。鑒于早期的計(jì)算機(jī)是用分立元件(電子管、晶體管等)做的，彼時(shí)，中國(guó)還可以跟隨國(guó)外的計(jì)算機(jī)技術(shù)。

隨著集成電路發(fā)展到大規(guī)模集成電路時(shí)代，中國(guó)由于沒(méi)有集成電路產(chǎn)業(yè)的支撐，就明顯追趕乏力了。而世界上的芯片技術(shù)卻突飛猛進(jìn)。到目前為止，雖然我們有華為海思、中芯國(guó)際等國(guó)際知名的芯片設(shè)計(jì)和芯片制造企業(yè)，但就整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展而言，相較國(guó)際一流水平還有較大差距。

起步晚是重要的歷史原因，主導(dǎo)理念的偏差導(dǎo)致創(chuàng)新推進(jìn)不夠是現(xiàn)實(shí)原因。曾經(jīng)，我們?cè)诤芏喾矫?，希望能夠用更省事的辦法解決問(wèn)題，所謂“造不如買(mǎi)，買(mǎi)不如租”。實(shí)踐證明，核心技術(shù)是買(mǎi)不來(lái)的。中國(guó)芯片技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的“短板”最終還是需要中國(guó)人踏實(shí)創(chuàng)新來(lái)解決。

綜合發(fā)揮舉國(guó)體制

和市場(chǎng)機(jī)制的優(yōu)勢(shì)

俠客島：面對(duì)內(nèi)部“短板”、外部封鎖等難題，中國(guó)芯片技術(shù)和產(chǎn)業(yè)要怎么做才能實(shí)現(xiàn)突破?

倪光南：從供應(yīng)鏈安全的角度來(lái)看，一旦供應(yīng)鏈的某個(gè)環(huán)節(jié)“斷供”，就會(huì)使整個(gè)行業(yè)陷入被動(dòng)。這種情況下，需要集中力量去突破供應(yīng)鏈中薄弱環(huán)節(jié)的關(guān)鍵核心技術(shù)。而關(guān)鍵核心技術(shù)的發(fā)展，往往是從無(wú)到有、從小到大的過(guò)程，要有“板凳要坐十年冷”的思想準(zhǔn)備。

核心技術(shù)的發(fā)展成熟也離不開(kāi)市場(chǎng)的支持，新研發(fā)出來(lái)的核心技術(shù)和產(chǎn)品如果沒(méi)機(jī)會(huì)到市場(chǎng)去試錯(cuò)，沒(méi)有進(jìn)入市場(chǎng)的良性循環(huán)，不管是軟件還是硬件，都很難達(dá)到用戶(hù)滿(mǎn)意的水平。正是在這個(gè)意義上，習(xí)近平總書(shū)記要求做好市場(chǎng)化引導(dǎo)。我們強(qiáng)調(diào)，在政府采購(gòu)的過(guò)程中，要給予國(guó)產(chǎn)自主研發(fā)芯片和軟件一定的扶持，讓其進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用，接受檢驗(yàn)和磨礪，只有這樣，才能不斷走向成熟。

從產(chǎn)業(yè)集群的角度來(lái)看，可以參考硅谷的產(chǎn)業(yè)集群模式。在硅谷，有一流的研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)、諸多創(chuàng)業(yè)者、充裕的風(fēng)險(xiǎn)投資資本，它們之間形成了緊密的合作網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了人才、技術(shù)、資本、經(jīng)營(yíng)方面的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。

北京的中關(guān)村有潛力打造成芯片技術(shù)和產(chǎn)業(yè)集群的高地。不妨充分利用周?chē)目蒲性核叭瞬刨Y源，加上國(guó)家政策和資本的支持，統(tǒng)籌資金和研發(fā)資源，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，做出有中國(guó)特色的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)集群項(xiàng)目。

發(fā)展大型軟件或芯片產(chǎn)業(yè)的投入周期，往往以一二十年來(lái)計(jì)，資金投入非常大，單純靠市場(chǎng)和企業(yè)是難以實(shí)現(xiàn)突破的。因?yàn)?，一般的企業(yè)會(huì)有市場(chǎng)壓力，比如說(shuō)上市公司要出報(bào)表，要做厚利潤(rùn)，要向股東證明自己的業(yè)績(jī)。因此，要發(fā)揚(yáng)舉國(guó)體制和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)，比如，國(guó)家層面制定一些長(zhǎng)期規(guī)劃綱要和發(fā)展計(jì)劃。與此同時(shí)，積極引入金融市場(chǎng)的配套支持，比如風(fēng)險(xiǎn)投資在資金方面的支撐，要鼓勵(lì)企業(yè)在研發(fā)生產(chǎn)方面的投入，注意平衡企業(yè)在研發(fā)過(guò)程中可能出現(xiàn)的短視行為。

總的來(lái)說(shuō)，發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)，要有長(zhǎng)期的思想準(zhǔn)備和投入，不能指望短短幾年就獲得回報(bào)，真正把集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來(lái)，恐怕還要一二十年的時(shí)間，我們要有決心，也要有定力，要把行業(yè)“短板”補(bǔ)齊，踏踏實(shí)實(shí)堅(jiān)持做下去。

(采訪(fǎng)整理：趙競(jìng)凡)

倪光南，1939年生，浙江鎮(zhèn)海人，中科院計(jì)算所研究員。1961年畢業(yè)于南京工學(xué)院(現(xiàn)東南大學(xué))，首創(chuàng)在漢字輸入中應(yīng)用聯(lián)想功能，中科院計(jì)算所公司(聯(lián)想前身)和聯(lián)想集團(tuán)首任總工程師，主持開(kāi)發(fā)了聯(lián)想式漢字系統(tǒng)、聯(lián)想系列微型機(jī)，分別于1988和1992年獲得國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，聯(lián)想集團(tuán)即以聯(lián)想式漢字系統(tǒng)起家并由此而得名。此后，一直致力于發(fā)展自主可控的信息核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，1994年被遴選為首批中國(guó)工程院院士，2011年和2015年分別獲得中國(guó)中文信息學(xué)會(huì)和中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)終身成就獎(jiǎng)。