五问科创新风｜芯片：落后三代，基础研发和政策都要发力
【编者按】
科技改变世界，创新决定未来。
站在2021年的新起点，澎湃新闻·智库报告栏目推出新春策划“五问科创新风”，我们邀请工程师、产业研究者及企业高管，讲述集成电路、人工智能、自动驾驶、基因测序、燃料电池、区块链、石墨烯、5G等科创领域的理想与现实，找差距、补短板，修炼内功、赋能未来。
澎湃新闻 张泽红 制图
澎湃新闻：目前半导体最前沿技术达到什么程度？
王笑龙：半导体或者叫集成电路产业。目前对于技术先进性最常用的描述是芯片的工艺线宽，指的是芯片制造工艺的特征尺寸。我们常说的多少纳米的芯片，指的就是它的特征尺寸。特征尺寸越小，芯片晶体管的密度就越大，处理能力就越强。密度和尺寸直接决定了芯片性能的先进性。存储器现在是多层的，但是在同一层里面，晶体管密度越大，能储存的信息就越多。
如果说是同样的晶体管数量，那么密度越大，芯片的面积就越小，这在相当程度上也影响了成本，摩尔定律就是这么来的。
目前芯片国际上最高的生产水平是量产5纳米的芯片，从2020年开始量产。代表厂商首先是台积电，韩国的三星，然后是美国的英特尔。台积电、三星已经量产了5纳米，并在研究3纳米技术，预计今年底或者是明年上半年要出。英特尔也在加快研发更小线宽的工艺。
这些芯片应用的典型产品如下：高端手机SoC、网通处理器、计算机CPU、GPU、FPGA、智能驾驶SoC等，主要应用于高性能计算和高速传输。
澎湃新闻：中国目前达到怎样的水平？
王笑龙：国内中芯国际2020年开始量产14纳米的芯片。14纳米的下一级技术是10纳米，10纳米的下一级是7纳米，7纳米的下一级是5纳米，所以说，其实是我们与国际领先水平差三代。
相对于10年前，这个差距其实是被拉大了。2011年，台积电率先开始调查28纳米，那个时候国内工艺可以做到40纳米，那时候只差一代，到现在已经差了3代。
澎湃新闻：在芯片领域，中国目前的短板在哪里？
王笑龙：产业链方面短板，中国半导体的产业链是齐全的，设备、材料、软件等都有企业在做。但是中国的企业在各个环节没有话语权，行业地位低，与龙头企业差距比较大。这个比拼可能是1万个竞争项的集合，我们只有几十个领先的也没有用。
首先，生产制造先进的芯片需要相应的成套设备。半导体需要好多条产线，包含了几十个大类、上百个小类的专用半导体设备。我们没办法自己做出成套的设备。国内的芯片公司实力也跟不上，就算有了这些设备和软件，中国与国际领先水平的差距还是很大。第二，软件方面，要有专业化的开发工具，这方面我们也缺。
半导体是高度全球化的产业，该产业的高速发展是建立在全球合作分工的大背景下的，不是哪个国家可以闭门造车造出来。所以，这不是一个单纯的经济问题或者是产业问题，也是一个政治问题。由于美国制裁中芯国际，我们要再往下做7纳米非常困难。没有配套设备，甚至14纳米以下的所有设备都会受到美国制裁限制。美国不让中国改变，不让我们按照自己的节奏加速追赶。
过去十年美国没有制裁我们，中国的芯片技术就没跟上，反而差距拉大了。现在面临美国制裁，芯片发展更困难。中国集成电路的发展代表主要是中芯国际。芯片有专门的设计公司做，这些企业设计的芯片要由中芯国际来生产制造。比如，华为现在量产的芯片一些已经达到了世界先进水平，但是它自己没有生产制造能力，需要用台积电的产线来生产。
人才方面也有短板，国内缺乏半导体产业人才。这个行业大公司的人才结构一般是金字塔结构：顶尖人才一两个，骨干人才几十个，经验丰富的工程师几百个、上千个，然后是大量的基层工程师。但是，实际情况是金字塔上层的几类人才我们都缺乏。一是缺顶尖的专业人才。国外一直是防着中国的。即使美籍华人也不一定能接触到公司里面的核心技术。为了防止中国去挖掘一波懂技术的华人，美国把这条路给堵住了。二是缺乏骨干级的人才，比如我们高级工程师的数量其实也不够。国内自己培养的人才中，这类骨干级人才也不够。
研发方面短板，体现在国内前瞻性研究做得不够。半导体产业是个工程问题，但是再往前涉及到更深入的理论问题。但是纵观全国，半导体研究方向的院士非常少，屈指可数，理论研究非常薄弱。行业要想走得远，一定要有理论研究支撑。目前我们的前瞻性研究做得也不够。
澎湃新闻：需要克服哪些困难？
王笑龙：目前国家已经很重视了。人才培养方面，现在已经将集成电路改成一级学科了，未来高校招生的数量会大规模增加。不断培养新鲜血液，过几年就会看到成效。资金支持方面，科创板入市的很多都是半导体公司，可以帮助相关企业解决融资问题。当然，未来还有一些困难要克服。
要加强政策引导，鼓励研发。加大政策支持力度，根据行业特点制定政策。比如，扩展相关公司的研发支出类目。一些芯片设计公司不是重资产行业，这些公司很多研发支出是付给研发人员的薪酬，这种也应该被认定为研发支出，鼓励研发。
拍脑袋项目要谨慎上线，政府要做好平衡和统筹。半导体产业非常复杂，投资大、周期长、回报慢。现在各地政府高度重视，但是政府又不专业，所以上了很多拍脑袋项目。这种项目影响很不好。不仅浪费了大量的钱，还破坏了国内的行业秩序。现在甚至很多地方政府特别是产业二线地方政府，在政绩观的驱使下，鼓励一线城市大公司的高级人才到当地做项目。这些大公司的高管也想自己创业，于是拉了公司的几个核心人员一起去地方拿地建设项目，这导致项目分散。
所以，政府要加强窗口指导，限制地方政府大项目建设乱象。目前国家发改委设了北京、上海等少数几个省市作为半导体项目的主要集聚区，其他地方相对从严。那么，其他地方是否可以给固定数量的名额，经省级层面审核后把最稳的、最可靠的项目报上来。如果项目实际操作表现不好，以后该主体申报进一步从严约束。
科创板股东锁定期时间要拉长。科创板降低了上市门槛，涌现了一个个造富神话。但是，很多人成为千万富翁亿万富翁后，动力也不足了，要么卖了股票拿着钱离职创业，要么就去享受生活。科创板的设置本来是要推动核心行业，包括半导体、集成电路产业发展。但是存在这样的情况：很多人暴富后就收手了。所以，建议主管部门延长科创板核心人员的股份禁售时间。
此外，对地方政府来说，发展产业还是要着重支持龙头，而不是说以鼓励创业为主。
最后，应该鼓励人才的流动。一是政府部门间交叉流动。比如经信委里面懂半导体的这些领导干部，可以到海关等部门任职。因为半导体设备进出口都要通过海关。很多地方都抱怨海关不专业，给企业造成了很多困扰。经信委的同志可以到这些部门交流了解，海关部门同志也可以到经信委、发改委、财政部门交流任职，了解不同环节的工作。
二是体制内外的双向流动。当下，政府跟企业之间沟通是很不畅的。目前体制内外的人才流动往往是单向的，体制内的人才可以去公司担任高管，但是体制外的人才无法到体制内担任干部。但产业人才其实都在体制外，政府里面缺乏这种有过这些产业经历的人。体制内的一些专家教授，更偏向学术，对产业触及不到很深。所以，未来要加强人才在体制内外双向流动，尤其体制外到体制内部的人才流动要加强。专业的产业人才在一线参与政策制定，可以提供更加专业的建议。应该想办法全面突破这个障碍，发展未来产业真的是要拼尽全力。打破体制束缚，创造条件让芯片龙头公司高管到发改委、经信委任职。
澎湃新闻：未来集成电路行业努力方向有哪些？
王笑龙：最主要的努力方向是，我们需要掌握更多底层的、基础层的东西。
要加强基础研究。没有基础研究，无法支撑尖端工艺的研发。而尖端工艺一旦受到美国限制，我们就很难继续走下去。因为尖端工艺的研发是建立在国外的设备材料、开发工具等基础上的。所以，目前我们宁可在尖端工艺方面放慢一点，也要夯实基础，要通过产业链各个环节的密切协同，把基础打扎实。
虽然遵循摩尔定律做最尖端的工艺是提升芯片性能的主流手段，但是，目前在美国的制裁下，这条路不一定走得通。产业链有依赖，所以对于这种高性能的芯片，要尝试探索是不是先维持一个不是最先进的工艺基础上。比如就维持在14纳米这个节点或者再进一步向10纳米这个节点努力，要尝试用不是最先进的晶圆工艺技术来提升产品的性能，也就是说不是通过缩小限宽的形式来做这方面的开发，而是通过其他的形式来提升产品的性能。比如，可以通过多芯片互联的方式来提升芯片的性能。
尖端工艺还是要想办法创造条件继续搞，但是要建立在我们自主可控的基础之上。所以归根结底，还要从底层开始做，把基础打扎实，高标准要求，把涉及到的物理、化学、材料、力学、热学等一系列学科的研究基础打好，从根本上解决问题。