魏少军：不依赖先进工艺做出先进芯片，那才是高手

芯师爷|Core master|

2023-04-22 03:59:54 578

4月18日，在广州举办的第25届中国集成电路制造年会暨供应链创新发展大会上，中国半导体行业协会设计分会理事长、清华大学集成电路学院教授魏少军进行了《强化设计工艺协同，提升供应链安全》的主题演讲。

核心观点分享

当前半导体全球供应链正遭到人为的破坏，有人尝试把中国从全球半导体供应链中排除。

坚信中国的产业升级是走在一条正确的道路上，同时必须严肃地对待我们面临的困难。

强化设计与工艺的协同，一是芯片设计公司要补工艺的课；二是芯片制造要转变成“以产品为中心”的模式。

（图源：CICD）

半导体全球产业链正遭到人为破坏

“非常不幸，我们现在碰到的就是这个问题，半导体的全球产业链正经历大变局，遭到人为的破坏。”魏少军教授在报告中详细阐述了当前全球半导体产业链走向碎片化的趋势。

过去四十年，半导体模式从System House走向IDM，再走向Fabless+Foundry式的全球分工。这个过程不仅符合客观规律，而且推动了半导体产业的进步。此外，半导体产业链的全球分工，还依托于一个非常重要的原因：产业链上下游可以无缝衔接。

但是当前半导体全球供应链正遭到人为的破坏。有人在这个阶段尝试把中国从全球半导体供应链中排除。事实上，西方盟国也担心在全球半导体产业链中被孤立化、边缘化，因此美国出台了《芯片和科学法案》，其他 .和地区包括韩国、日本、欧盟等也出台了相应的支持政策。这种情况也说明，我们好不容易建立起的全球供应链，很可能面临碎片化的情况。

产业升级走在正确的道路上

如果全球半导体产业链走向碎片化，我们要怎么做才能构建一个不被别人随意打破、强壮的半导体全球供应链呢？首先，我们还是要信心一点，坚信中国的产业升级是走在一条正确的道路上——产品附加值、技术、生产率、竞争力等都逐步从低到高。中国是 .工厂，也是 .市场，这个现象短期内不会改变。

同时，我们必须严肃地对待我们面临的困难，也就是我们的芯片发展面临着非常严峻的挑战，国内最先进制造工艺距离国际最先进制造工艺还有约10倍性能差距。因此我们要寻找一种不依赖于最先进工艺的，而且能开发出更好的高性能芯片的设计方法。谁能用不那么先进的工艺做出先进的集成电路，那才是高手，都用最先进的集成电路工艺来做一个先进的芯片，那不是高手。

这个问题很难。因为我们的设计和制造之间已经分离了太长时间，我们没有把它们有机结合起来，因此要把这两者再连接起来，我们要花很多的精力。

芯片设计企业要补工艺的课

首先，芯片设计公司要补工艺的课。过去20年，中国集成电路设计业成长非常快，已经成长为全球集成电路产业的重要力量，但是短板也很明显，比如我们的产品定义能力不强，创新不足，尚未摆脱跟随和模仿；产品进步主要依靠工艺技术进步和EDA工具进步，同样的产品性能需要使用比竞争对手更先进的工艺，而同样的工艺做出的产品，性能往往落后于竞争对手；主要采用FOT流程，而不是COT流程；设计公司广泛依赖代工厂提供的PDK，没有能力开发自己的PDK；设计公司鲜有雇佣工艺工程师的情况。

这些短板在全球化的大背景下，并不构成太大的挑战。但在半导体全球供应链被破坏，出现碎片化的时候，它们就成为致命的挑战。

芯片制造要变成“以产品为中心”模式

其次，芯片制造要转变成“以产品为中心”的模式。芯片制造有两种模式，分别是“以生产为中心”的模式，这也是我们目前制造业主要采取的方法，另一种是以“产品为中心”的模式。

以“生产为中心”的理念是充分利用自身的能力服务好客户，在自身条件允许的前提下，尽最大努力满足客户的要求。芯片制造厂与设计公司之间的关系是：单纯的商业委托，客户强烈依赖芯片制造厂的PDK。芯片制造厂的PDK则要尽可能宽容以照顾潜在的其他客户，并且通常不会轻易调整工艺。因此，客户的产品性能通常无法达到芯片制造厂工艺的极限水平。

如果转变成“以产品为中心”的模式，那么芯片设计企业关注的不是客户，而是客户的产品；关心的不仅仅是自己的能力，还有自己和客户两者的能力能不能结合到一起。这两者的结合，就产生了一种全新的合作模式：客户依赖的是双方合作产生的、定制的PDK，它的好处是能够把芯片制造工艺的极限水平发挥出来。也就是回到我刚才说的，能不能用14nm做出7nm的水平呢？这要求我们的制造和设计两者之间要紧密地合作。

结语

半导体产业链的全球化推动了半导体产业模式的变迁，一方面强化了各个环节的分工合作，但另外一方面也使得设计和工艺之间的联系逐渐弱化。全球半导体供应链正在经历大变局，西方尝试将中国排除在半导体全球供应链之外。半导体全球供应链走向碎片化。

在努力维护现行半导体全球供应链完整性的同时，构建一个强壮的半导体本地供应链已经刻不容缓。除了装备、材料的本地化外，强化设计与工艺的协同是提升供应链安全的重要任务。

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