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半導(dǎo)體進(jìn)擊AI時(shí)代:蓄勢與破局

03/24 16:45
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在生成式人工智能AIGC)需求的引領(lǐng)下,2024年全球半導(dǎo)體銷售額同比增長19.1%至6276億美元,首度突破6000億美元大關(guān),預(yù)計(jì)2025年市場規(guī)模保持兩位數(shù)增長。AI(人工智能)為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來機(jī)遇的同時(shí),也提出了新的要求和挑戰(zhàn)。

半導(dǎo)體不僅要為AI大模型提供更強(qiáng)的算力、更先進(jìn)的存儲、更快的互聯(lián),也要提升芯片系統(tǒng)的能效,與算法、軟件進(jìn)行更加精耕細(xì)作的適配,以降低AI基礎(chǔ)設(shè)施的功耗和成本,實(shí)現(xiàn)AI應(yīng)用的規(guī)?;占啊6@需要半導(dǎo)體技術(shù)棧、全鏈條的協(xié)同創(chuàng)新。《中國電子報(bào)》記者專訪了來自材料、設(shè)備、設(shè)計(jì)、制造及IDM環(huán)節(jié)的五位企業(yè)家,共話AI浪潮下半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新路徑、市場開拓與能力構(gòu)建。

百萬億級別tokens在路上,AI重塑半導(dǎo)體技術(shù)演進(jìn)與產(chǎn)業(yè)格局記者:自ChatGPT在2022年年底推出至今,已經(jīng)過去了兩年多的時(shí)間。在此期間,生成式AI引領(lǐng)的技術(shù)浪潮,為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來了哪些變化和影響?

王平:自ChatGPT推出以來,大量的通用模型如國內(nèi)的通義千問、Kimi、DeepSeek等在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)。全社會對于人工智能的需求和使用迅速形成了龐大的市場,對算力的需求急劇增加。這對于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來說是一個(gè)巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn),特別是在高精尖前沿技術(shù)領(lǐng)域。相關(guān)資料顯示,大模型訓(xùn)練所需的算力每3~4個(gè)月增長1倍,增速遠(yuǎn)超摩爾定律集成電路可容納的元器件數(shù)目約每隔18~24個(gè)月增加1倍),對于提升半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)工藝的需求更為迫切?,F(xiàn)階段單純依靠制程微縮來提升芯片性能的方法已無法充分滿足快速增長的算力需要。

與此同時(shí),以Chiplet為代表的先進(jìn)封裝技術(shù)可以有效增加互聯(lián)密度,利用成熟工藝實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的集成芯片性能,以解決先進(jìn)制程技術(shù)局限導(dǎo)致的技術(shù)代際落后問題,而且具有設(shè)計(jì)靈活度高、開發(fā)周期短、制造成本低等特性,可以很好地滿足大規(guī)模算力芯片的性能和成本需求。目前,國內(nèi)先進(jìn)封裝工藝還處在探索階段,國外設(shè)備供應(yīng)商以標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備產(chǎn)品為主,很難滿足國內(nèi)客戶的定制化工藝需求。電科裝備堅(jiān)持“工藝+裝備”發(fā)展模式,瞄準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)需求,積極開展減薄、鍵合等設(shè)備研發(fā)及迭代升級,為國內(nèi)先進(jìn)封裝線的建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

趙奇:生成式AI的爆發(fā)正在重塑半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的技術(shù)演進(jìn)路徑和市場格局。我認(rèn)為這場變革主要體現(xiàn)在三方面:第一,技術(shù)路線加速向高性能、高能效方向迭代。大模型訓(xùn)練和推理催生了百億級晶體管集成、超高算力密度芯片的產(chǎn)業(yè)化需求,這一方面對半導(dǎo)體制造工藝提出更高要求,另一方面也對能源支持提出更高要求。行業(yè)里有一種觀點(diǎn)認(rèn)為“AI的盡頭是能源”。第二,市場動能從消費(fèi)電子向多極化場景延伸。AI已從云端大模型快速向智能汽車、工業(yè)自動化人形機(jī)器人等領(lǐng)域滲透,帶動了模擬芯片、功率芯片以及MCU芯片等產(chǎn)品需求的爆發(fā)性增長。第三,產(chǎn)業(yè)競爭轉(zhuǎn)向系統(tǒng)級解決方案能力。AI應(yīng)用的復(fù)雜性推動產(chǎn)業(yè)融合的趨勢越來越明顯,越來越多的系統(tǒng)公司開始自研芯片,需要制造公司提供系統(tǒng)化的支持,來加速整個(gè)創(chuàng)新過程并減少成本。目前,芯聯(lián)集成已構(gòu)建覆蓋芯片設(shè)計(jì)服務(wù)、晶圓制造、模塊封裝、系統(tǒng)驗(yàn)證的一站式解決方案,以系統(tǒng)代工模式應(yīng)對AI時(shí)代碎片化需求。

李煒:從技術(shù)創(chuàng)新來看,AI算力需求推動了專用AI加速器、存算一體、異構(gòu)計(jì)算等新架構(gòu)的發(fā)展,同時(shí)硅光芯片等前沿技術(shù)加快探索。在市場層面,AI服務(wù)器需求激增,帶動HBM、高速互連、先進(jìn)封裝等產(chǎn)業(yè)鏈增長,同時(shí)邊緣AI興起,推動低功耗AI芯片市場擴(kuò)張。在競爭格局方面,AI芯片廠商競爭加劇,云計(jì)算巨頭加速自研AI芯片,國內(nèi)供應(yīng)鏈自主化進(jìn)程提速,而傳統(tǒng)半導(dǎo)體企業(yè)也在加快AI轉(zhuǎn)型,以適應(yīng)新的技術(shù)趨勢。總體而言,生成式AI已成為推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心動力,正在重塑技術(shù)路線、市場結(jié)構(gòu)和全球競爭格局。

吳曉忠:在Scaling law(規(guī)模定律)的引領(lǐng)下,當(dāng)前流行的生成式AI大模型擁有從數(shù)十億到數(shù)千億的參數(shù)規(guī)模,并使用萬億級別的tokens進(jìn)行訓(xùn)練。2025年這種模式仍在延續(xù),且參數(shù)數(shù)量進(jìn)一步增加,大模型將使用數(shù)百萬億級別的tokens進(jìn)行訓(xùn)練。圍繞AI產(chǎn)業(yè)鏈,其核心支柱之一——算力需求,自2010年起加速增長,至2024年已增長1億倍,對大算力數(shù)字芯片的需求呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長態(tài)勢。在此推動下,電子系統(tǒng)和芯片在多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域面臨更高的挑戰(zhàn)和創(chuàng)新要求。在算力方面,AI模型的訓(xùn)練和推理需要極高的計(jì)算能力,云端/邊緣、訓(xùn)練/推理等不同需求對芯片架構(gòu)設(shè)計(jì)的要求越發(fā)復(fù)雜和嚴(yán)苛,針對不同的情況可能需要專門的架構(gòu)設(shè)計(jì),呈現(xiàn)出多種技術(shù)形態(tài)并存的發(fā)展態(tài)勢。作為大模型訓(xùn)練的核心“底座”,GPU千卡、萬卡集群的算力基建在全球范圍內(nèi)加速建設(shè)。存儲方面,AI大模型提升了存儲帶寬、容量需求,促進(jìn)了HBM、CXL等新興存儲產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展?;ヂ?lián)方面,大模型需要算力芯片、板卡、集群等多種互聯(lián)形式,以滿足多芯片、多節(jié)點(diǎn)的協(xié)同工作,數(shù)據(jù)傳輸效率直接影響整體性能。能源方面,生成式AI每產(chǎn)生9張圖像所消耗的電量可充滿一部手機(jī),功耗需求巨大,電源管理、散熱等相關(guān)芯片和系統(tǒng)在持續(xù)迭代。

記者:在您所從事的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié),人工智能(AI)帶來了哪些需求增量和業(yè)務(wù)增值的空間?

李煒:AI芯片對高性能計(jì)算和低功耗的要求提升,推動SOI(絕緣體上硅)、InP(磷化銦)及LiNbO3(鈮酸鋰)等特殊襯底材料需求增長,同時(shí)HBM和Chiplet封裝的發(fā)展也帶動高端硅基材料市場擴(kuò)展。隨著AI數(shù)據(jù)中心硅光子技術(shù)的采用增加,SOI硅光襯底的應(yīng)用前景更加廣闊。然而,這一趨勢也帶來了更高的技術(shù)壁壘,襯底廠商需要提升材料均勻性并減少缺陷,以滿足硅光波導(dǎo)性能需求??傮w而言,AI的發(fā)展為我們襯底廠提供了新的增長機(jī)遇,我們將在技術(shù)創(chuàng)新方面持續(xù)突破。

吳曉忠:人工智能與EDA互為催化與驅(qū)動,AI正在深刻改變EDA工具,推動芯片設(shè)計(jì)流程的效率、精度和創(chuàng)新能力大幅提升。在第一階段,單點(diǎn)EDA工具引入ML提升效率,同時(shí),新的智算芯片為EDA帶來了更高算力與更高的性能。第二階段,AI與大數(shù)據(jù)融合驅(qū)動EDA流程,對芯片PPA設(shè)計(jì)進(jìn)行全面優(yōu)化。第三階段,生成式AI與EDA深度融合成為下一代EDA技術(shù),進(jìn)行EDA設(shè)計(jì)流程的全面革新。AI賦能EDA技術(shù)是目前業(yè)內(nèi)最領(lǐng)先的前沿技術(shù)研究,通過大模型結(jié)合EDA領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)能力,可支持更智能化的人工智能輔助設(shè)計(jì),從芯片設(shè)計(jì)更早期進(jìn)行QoR調(diào)優(yōu),縮短芯片設(shè)計(jì)的整體周期。AI算力的爆發(fā)式成長,驅(qū)動了2.5D與3D先進(jìn)封裝(如Chiplet)、高帶寬內(nèi)存、高速互聯(lián)(如RDMA,UCIE)等半導(dǎo)體芯片的創(chuàng)新技術(shù)的快速演進(jìn)。2023年以來,英偉達(dá)、AMD英特爾等半導(dǎo)體企業(yè)相繼推出了更高算力和創(chuàng)新架構(gòu)的旗艦級AI加速器芯片,均采用了Chiplet芯片設(shè)計(jì)架構(gòu),這顛覆了既往的傳統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)方法,同時(shí)持續(xù)推升EDA工具研發(fā)的復(fù)雜度。作為EDA企業(yè),我們推進(jìn)面向Chiplet先進(jìn)封裝EDA工具與新型IP的研發(fā)投入。日前,合見實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)首個(gè)跨工藝節(jié)點(diǎn)的UCIe IP互連技術(shù)驗(yàn)證,用戶可自由選擇成熟制程與先進(jìn)工藝進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)跨工藝節(jié)點(diǎn)的Chiplet設(shè)計(jì)。

王平:當(dāng)前的AI更擅長非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù),例如文本、圖像、代碼等內(nèi)容,這與我們的產(chǎn)業(yè)鏈中多個(gè)環(huán)節(jié)都高度相關(guān)。一方面,我們可以利用人工智能手段分析解決設(shè)備使用過程中的問題,促進(jìn)設(shè)備研發(fā)和工藝持續(xù)迭代升級。如解決數(shù)據(jù)源問題,提供高效決策分析服務(wù)。通過大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù),根據(jù)半導(dǎo)體集成制造生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)的結(jié)果,對幾百上千種的因素進(jìn)行分析,找到生產(chǎn)相關(guān)的因素和問題根源。對參數(shù)和結(jié)果進(jìn)行建模,為技術(shù)和管理人員提供多維度、個(gè)性化的數(shù)據(jù)分析服務(wù),為用戶提供預(yù)警模型、預(yù)測模型、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換關(guān)系模型、統(tǒng)計(jì)分析模型等各類模型,提高了決策效率。另一方面,人工智能技術(shù)在設(shè)備失效分析和診斷方面也可以發(fā)揮顯著作用。在IC系統(tǒng)中引入人工智能技術(shù),可以利用其技術(shù)優(yōu)勢對IC操作故障進(jìn)行科學(xué)、合理的評價(jià)。通過對設(shè)備數(shù)據(jù)深度挖掘,為工程師提供判異標(biāo)準(zhǔn),建立對應(yīng)數(shù)據(jù)庫,提高工程師定位和分析設(shè)備問題、機(jī)臺差異等效率。未來,AI將會更多地參與到我們的文本、圖像、代碼、計(jì)算相關(guān)的處理工作中,全面賦能產(chǎn)業(yè)鏈的提升。

林志東:人工智能大模型的部署依賴大規(guī)模服務(wù)器集群,服務(wù)器電源能耗過高,嚴(yán)重制約了運(yùn)行效率與成本。碳化硅SiC)和硅基氮化鎵GaN-on-Si)等寬禁帶半導(dǎo)體材料具備高能量轉(zhuǎn)化效率、高功率密度等優(yōu)勢,是服務(wù)器電源功率器件的必然選擇,從而大幅降低數(shù)據(jù)中心或超算中心的能耗。與此同時(shí),人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展催熟無人駕駛、智能安防、智能家居、工業(yè)智能化等萬物智能互聯(lián)的應(yīng)用場景。驅(qū)動5G6G物聯(lián)網(wǎng)升級換代,對化合物半導(dǎo)體射頻芯片的工作頻率、能效、帶寬提出更高需求,需要系統(tǒng)性突破寬頻帶、高能效、高線性的微波射頻功率放大器核心技術(shù)。同時(shí)數(shù)據(jù)中心對高速光模塊的需求激增,推動光通信芯片向更高帶寬、更低延遲和更低功耗的方向發(fā)展。

記者:以DeepSeek為代表的MoE(混合專家)模型,有望推動大模型從“GPU堆料”的資源競爭轉(zhuǎn)向“精耕細(xì)作”的效率競爭,這對半導(dǎo)體企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新、服務(wù)方式,以及與下游客戶的合作模式帶來了哪些影響?

李煒:首先,技術(shù)創(chuàng)新方面,半導(dǎo)體企業(yè)需要開發(fā)更高效、低功耗的AI加速芯片、AI推理芯片,支持MoE模型的計(jì)算需求。其次,服務(wù)方式上,半導(dǎo)體公司不僅提供硬件,還需要提供軟硬件優(yōu)化服務(wù),幫助客戶提高效率并降低成本。最后,合作模式上,半導(dǎo)體企業(yè)與下游AI公司、云服務(wù)商的合作將變得更加緊密,可能從傳統(tǒng)供應(yīng)商關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)楣餐_發(fā)定制化解決方案的伙伴關(guān)系??傮w而言,MoE模型促使半導(dǎo)體企業(yè)在技術(shù)、服務(wù)和合作上更加注重效率與定制化。

趙奇:DeepSeek推動的AI效率革命,正為中國AI產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程注入強(qiáng)勁動力。一方面,MoE模型的多專家動態(tài)調(diào)度特性,需要芯片在供電穩(wěn)定性與算力密度間取得突破,對于功率芯片、模擬電源IC芯片提出更高要求。另一方面,這場效率革命正在催生“算法-芯片-工藝”的三角飛輪效應(yīng),技術(shù)創(chuàng)新從“制程迭代”轉(zhuǎn)向“系統(tǒng)能效”,系統(tǒng)級的代工模式可以幫助相關(guān)從業(yè)者縮短流片流程,降低創(chuàng)新成本。

技術(shù)融合拉動市場需求,半導(dǎo)體進(jìn)入多元化創(chuàng)新階段記者:除了AI,還有哪些半導(dǎo)體市場動能值得期待?您覺得下一階段的顛覆性動能有可能在哪些領(lǐng)域出現(xiàn)?

李煒:除了AI,半導(dǎo)體市場還存在多個(gè)值得期待的增長動能,包括高性能計(jì)算(HPC)、電動汽車(EV)與智能駕駛、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、先進(jìn)封裝等。新能源汽車自動駕駛的普及帶動車規(guī)級芯片功率半導(dǎo)體需求上升;同時(shí),摩爾定律放緩促使先進(jìn)封裝成為重要趨勢,異構(gòu)集成、2.5D/3D封裝等技術(shù)快速發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)方面,隨著5G、6G、低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)等技術(shù)的發(fā)展,智能家居、工業(yè)自動化、智慧城市等應(yīng)用對低功耗、高集成度的芯片需求不斷增加,推動MCU、傳感器、邊緣AI芯片等市場擴(kuò)展。展望未來,半導(dǎo)體行業(yè)可能迎來更具顛覆性的動能,例如量子計(jì)算的突破可能徹底改變計(jì)算架構(gòu),存算一體與新型存儲技術(shù)(MRAM、RRAM等)有望提升AI計(jì)算效率,而生物計(jì)算、神經(jīng)形態(tài)芯片以及柔性電子技術(shù)則可能開啟全新的應(yīng)用場景??傮w而言,半導(dǎo)體行業(yè)正在進(jìn)入技術(shù)多元化創(chuàng)新的新階段,各種新興技術(shù)的融合將推動產(chǎn)業(yè)持續(xù)演進(jìn)。

林志東:化合物半導(dǎo)體在新能源、5G通信、物聯(lián)網(wǎng)、自動化駕駛等多個(gè)新興領(lǐng)域的核心應(yīng)用價(jià)值越來越大,為各行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提供了關(guān)鍵的支持和動力。比如,化合物半導(dǎo)體提升了通信器件的性能和系統(tǒng)穩(wěn)定性,助力光通信實(shí)現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)傳輸速度和更遠(yuǎn)的傳輸距離,為電動汽車提供800V高壓快充,為智能手機(jī)提供過壓保護(hù),為智能電網(wǎng)和新能源提供功率轉(zhuǎn)換和電機(jī)控制等等。功率電子和光子技術(shù)領(lǐng)域的化合物半導(dǎo)體襯底和外延片市場需求將顯著增長。此外,寬禁帶半導(dǎo)體在具身智能和低空經(jīng)濟(jì)中也有望發(fā)揮重要作用。如提供高效能、高功率密度、高響應(yīng)速度,支持具身智能設(shè)備在復(fù)雜環(huán)境中的長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行;優(yōu)化低空飛行器的動力系統(tǒng),提升飛行效率和性能,延長續(xù)航時(shí)間并提高可靠性。

趙奇:首先是智能駕駛的普及。2025年中國智駕技術(shù)加速下沉,比亞迪等頭部車企率先引領(lǐng),在10萬元級以下車型中配備高階智能駕駛系統(tǒng),極大地推動了智能駕駛的普及進(jìn)程。這將直接促使模擬芯片、功率芯片以及MCU芯片的市場需求大幅攀升。同時(shí),智能駕駛系統(tǒng)的電子電氣架構(gòu)向集中式方向發(fā)展,汽車末端電機(jī)和車燈等周邊模擬芯片與MCU進(jìn)一步融合,單片集成趨勢大大加強(qiáng)。此外是綠色能源革命,全球碳中和進(jìn)程加速了風(fēng)光電及儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。我們關(guān)注到,在風(fēng)光儲充氫新能源領(lǐng)域,公司120KW和150KW光伏逆變模塊產(chǎn)品國內(nèi)市占率持續(xù)提升。125KW、220KW和MW級功率模塊在儲能客戶端開始批量生產(chǎn)。在新型電力系統(tǒng)領(lǐng)域,我們應(yīng)用于高壓輸配電的4500V IGBT成功掛網(wǎng)應(yīng)用一年以上,已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

吳曉忠:從市場上來看,圍繞AI技術(shù)的其他相關(guān)創(chuàng)新行業(yè)正在興起,如智慧醫(yī)療、智能制造、智慧農(nóng)業(yè)等,特別是端側(cè)推理類芯片的各行業(yè)大規(guī)模落地應(yīng)用,以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G、智能汽車等創(chuàng)新應(yīng)用也在持續(xù)快速發(fā)展。而這些數(shù)字經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)核心都是芯片,因此,創(chuàng)新市場對芯片的需求也在不斷演進(jìn)并快速提升。此外,全球供應(yīng)鏈多元化和地緣政治帶來的影響也在持續(xù)。在我國集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中,EDA、關(guān)鍵IP、半導(dǎo)體設(shè)備、基礎(chǔ)材料、制造都是近幾年行業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)。尤其是大算力芯片均為數(shù)字芯片,打造數(shù)字全流程EDA是中國發(fā)展芯片行業(yè)的必然需求,這也是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動能。

技術(shù)攻關(guān)與產(chǎn)業(yè)化同行,供應(yīng)能力與生態(tài)構(gòu)建并重記者:在當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段,半導(dǎo)體企業(yè)要“脫穎而出”,獲得國內(nèi)國際市場的認(rèn)可,需要重點(diǎn)培養(yǎng)哪些能力?

吳曉忠:EDA始終是一個(gè)產(chǎn)品為王的行業(yè),在保持技術(shù)和性能領(lǐng)先的同時(shí),需要更快地把握設(shè)計(jì)公司真正的需求和痛點(diǎn),從前端需求上研發(fā)和演進(jìn)EDA設(shè)計(jì)方法學(xué),打造更好的產(chǎn)品和技術(shù),并持續(xù)優(yōu)化,從而主導(dǎo)該環(huán)節(jié)的工具市場。在市場和政策的雙重加持下,中國芯片行業(yè)的市場規(guī)模和技術(shù)能力發(fā)展到了一定高度,亟須一些具有國際水平的EDA公司成長起來,支撐起我國的集成電路行業(yè),驅(qū)動我國高速的數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展和行業(yè)數(shù)字轉(zhuǎn)型。例如,硬件仿真器是近十年來應(yīng)用增長最快的EDA產(chǎn)品,也是EDA工具中最為復(fù)雜的一種系統(tǒng)工具,在過去二十多年的發(fā)展過程中,基本形成了國外EDA三大廠商壟斷的局面。我們致力于開發(fā)貼近國內(nèi)芯片設(shè)計(jì)所迫切需要的EDA工具,發(fā)展安全可控的EDA硬件仿真器。

王平:一是自主創(chuàng)新能力。企業(yè)要在產(chǎn)業(yè)發(fā)展大潮中贏得主動,必須走自主創(chuàng)新、正向研發(fā)的道路,只有擁有和掌控尖端核心技術(shù),才能提升企業(yè)核心競爭力。電科裝備目前在離子注入裝備、純化裝備、光伏PECVD設(shè)備等領(lǐng)域處于國內(nèi)領(lǐng)先水平,后續(xù),我們會實(shí)施單項(xiàng)冠軍培育工程,打造更多行業(yè)領(lǐng)先、拳頭過硬的單項(xiàng)冠軍產(chǎn)品,不斷鞏固和提升行業(yè)地位。二是產(chǎn)業(yè)化發(fā)展能力。作為高端設(shè)備制造企業(yè),我認(rèn)為要堅(jiān)持“工藝+裝備+服務(wù)”理念,既要抬頭看天,瞄準(zhǔn)技術(shù)前沿,開展從0到1的技術(shù)攻關(guān);也要低頭看路,推動科研成果實(shí)現(xiàn)從1到100的產(chǎn)業(yè)化落地,只有打通項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室與大廠生產(chǎn)線“最后一公里”,讓設(shè)備實(shí)現(xiàn)從能用到好用的轉(zhuǎn)變,才能更好地服務(wù)產(chǎn)業(yè)需求,獲得市場認(rèn)可。三是人才培養(yǎng)能力。在這個(gè)高速發(fā)展的行業(yè)中,高素質(zhì)的專業(yè)人才是不可或缺的寶貴資源。企業(yè)必須致力于吸引和培養(yǎng)更多高能級技術(shù)專家,打造高素質(zhì)研發(fā)團(tuán)隊(duì),并完善創(chuàng)新激勵(lì)機(jī)制,激發(fā)人才的創(chuàng)造力和積極性,為企業(yè)創(chuàng)新高質(zhì)量發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的人才支撐。

林志東:對于化合物半導(dǎo)體來說,過硬的產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定的供應(yīng)能力是立足發(fā)展之本。這需要在材料研發(fā)和制備過程中,通過技術(shù)創(chuàng)新、端到端的全流程制造模式、構(gòu)建研發(fā)制造垂直平臺等,來克服來自工藝、品控、成本方面的種種挑戰(zhàn)。以碳化硅為例,首先,在材料方面,碳化硅從晶體生長的耗時(shí)與良率,到切磨拋的料損,再到外延后的缺陷率問題等,都對芯片良率和品質(zhì)有著關(guān)鍵影響。我們基于一條龍的研發(fā)與生產(chǎn),能夠較易了解材料端的規(guī)格應(yīng)該如何制定,以降低漏篩產(chǎn)生的品質(zhì)風(fēng)險(xiǎn),并避免過篩產(chǎn)生的良率損失問題。在工藝方面,碳化硅的高熔點(diǎn)與硬度特性,使高溫工藝與離子植入工藝成為難點(diǎn),尤其是高溫柵氧工藝,其柵氧內(nèi)電場遠(yuǎn)比硅基MOSFET高,導(dǎo)致載子遷移率及可靠性失效的問題較硅基器件嚴(yán)重得多。通過對氧化機(jī)理的深刻了解與持續(xù)地工藝優(yōu)化,我們已經(jīng)將遷移率提升1倍以上。對于高溫工藝與離子植入工藝,我們也在持續(xù)投資先進(jìn)設(shè)備,招攬資深專家搭配長期培養(yǎng)的年輕人才組成研發(fā)團(tuán)隊(duì),逐步全面攻克。除了工藝改善外,測試與加嚴(yán)篩選技術(shù)亦是確保出貨品質(zhì)不可或缺的重要手段。

趙奇:當(dāng)前產(chǎn)業(yè)競爭已從單一產(chǎn)品較量升級為“技術(shù)縱深+生態(tài)廣度”的多方博弈。因此企業(yè)要想繼續(xù)在產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)向上攀登,就必須要構(gòu)建以下核心能力。首先是核心技術(shù)穿透能力。比如以碳化硅為代表的寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化突破,早期主要由國際企業(yè)主導(dǎo),它們在技術(shù)、市場份額和專利布局上占據(jù)主導(dǎo)地位。但近年來,包括我們在內(nèi)的國內(nèi)同行,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了諸多原生性創(chuàng)新。目前在6英寸向8英寸的晶圓尺寸升級、平面向溝槽的技術(shù)路線調(diào)整以及混碳技術(shù)方案等方面,我們與國際先進(jìn)水平處于同一梯隊(duì)。其次要有“走一步、看三步”的預(yù)見性,時(shí)刻關(guān)注國內(nèi)尚顯薄弱的新領(lǐng)域、新方向,有的放矢地進(jìn)行研發(fā)和開拓。三是充分借助資本紐帶,與企業(yè)和更多的產(chǎn)業(yè)方、資本方建立緊密的戰(zhàn)略關(guān)系。企業(yè)不再僅僅是供應(yīng)商,而是可以與終端應(yīng)用的企業(yè)進(jìn)行研發(fā)合作,企業(yè)、產(chǎn)業(yè)、資本方形成合力,更好地推動整個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的良性發(fā)展。

記者:2025年是“十四五”規(guī)劃收官之年,“十五五”規(guī)劃謀篇之年。在這承前啟后的關(guān)鍵之年,您對于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展有何期許或建議?

王平:一要加速構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同能力。半導(dǎo)體協(xié)作程度高、產(chǎn)業(yè)鏈長、涉及環(huán)節(jié)眾多,在這場長跑接力賽中,每一個(gè)環(huán)節(jié)都至關(guān)重要,單打獨(dú)斗是很難成功的,因此構(gòu)建強(qiáng)有力的聯(lián)合攻關(guān)體系至關(guān)重要。要發(fā)揮舉國體制,協(xié)同高校、國家級實(shí)驗(yàn)室、產(chǎn)業(yè)鏈上下游優(yōu)質(zhì)企業(yè)開展聯(lián)合攻關(guān),實(shí)現(xiàn)上游用戶工藝牽引裝備研發(fā)、進(jìn)而牽引下游零部件企業(yè)開展核心技術(shù)攻關(guān)的聯(lián)動,共建創(chuàng)新鏈高效、供應(yīng)鏈穩(wěn)定、價(jià)值鏈暢通的半導(dǎo)體裝備產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。二要優(yōu)化政策支持體系。2025年政府工作報(bào)告重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)要推動科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新融合發(fā)展。政府應(yīng)加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì),制定更加精準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)政策,為半導(dǎo)體企業(yè)提供稅收優(yōu)惠、資金支持、人才政策等激勵(lì)措施,引導(dǎo)創(chuàng)新資源向關(guān)鍵材料和設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn)企業(yè)聚集,助力提升企業(yè)創(chuàng)新能力,從而賦能我國產(chǎn)業(yè)鏈的整體發(fā)展。

李煒:首先,建議加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同,推動更多企業(yè)與高校、科研院所的深度合作,打造創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng),尤其在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域加速突破。其次,加強(qiáng)對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的要素保障,確保關(guān)鍵材料和設(shè)備的供應(yīng)能力。另外,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的人才培育也需持續(xù)投入,加強(qiáng)高校和企業(yè)合作,培養(yǎng)具有國際視野和創(chuàng)新能力的人才。同時(shí),在全球競爭的背景下,企業(yè)既要注重自主創(chuàng)新,也應(yīng)加強(qiáng)國際合作與技術(shù)交流,提升全球競爭力。

作者丨張心怡編輯丨張維佳美編丨馬利亞監(jiān)制丨連曉東

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