全球集成电路产业已进入重大调整变革期，我国应集中优势资源，形成协同创新来推动集成电路的发展。

　　众所周知，芯片无处不在，没有芯片就没有现代化的信息社会。从市场来看，2017年全球半导体市场达4 087亿美元，同比增长20.6%，首破4 000亿美元大关。按照赛迪(CCID)的数据预测，2018年将突破4 500亿美元。随着物联网、人工智能、大数据等领域的应用迅速拓展，芯片将更加深入到我们的现实生活中。

　　海外集成电路创新模式

　　从1958年美国德州仪器公司的杰克?基尔比(Jack Kilby)研制出世界上第一块集成电路至今，集成电路已经走过了60年的历程。在这60年的发展历程中，集成电路技术的创新步伐从未停歇过。随着技术迅速地发展，创新研究的花费也越来越大，导致一些企业很难单独承担新技术的研发。2016年，美国德州仪器公司宣布不再单独开发45纳米以下更先进技术节点工艺，而是与代工企业共同开发。2018年8月，格罗方德和联华电子公司相继宣布放弃7纳米工艺等更先进技术节点的研发。那么，怎样能够集中优势资源，形成协同创新来推动集成电路技术的发展?我们不妨回顾一下海外集成电路创新发展的一些模式。

　　其实，早在1987年美国就开始探索集中资源做集成电路联合攻关的模式。那一年美国政府成立了一个企业化运作的机构，称为“美国半导体制造技术研究联合体(SEMATECH)”。之所以成立这个机构，是因为从20世纪70年代后期开始，日本公司在半导体市场所占份额不断增加，开始逐渐威胁到美国在全球的地位。1980年，美国公司在全球半导体市场所占份额为61%，日本公司仅占26%。在排名前十位的公司中，美国占了5家，而日本一家也没有。到了1986年，日本公司所占份额上升到44%，美国公司份额下降到40%，日本首次超过美国。在排名前十位的公司中，日本占了6家，而美国仅有3家。从技术角度看，当时日本在动态随机存储器(DRAM)、静态随机存储器(SRAM)、双极电路、通用逻辑电路等技术上都开始领先美国。

　　在这样的大背景下，美国政府意识到，如果不探索新的发展模式集中攻关集成电路的大规模制造技术，将意味着更多技术优势的丧失。为了提高美国在大规模及超大规模集成电路制造技术上的竞争力，夺回美国在半导体领域的优势，美国政府决定由美国国防科学委员会和美国半导体协会(SIA)共同牵头成立SEMATECH。该机构总部设在得克萨斯州的奥斯汀，运行经费一半由联邦政府提供，另一半由SEMATECH的成员公司提供，研究成果由各成员公司和美国政府共享。SEMATECH最早成立时的成员有11家美国半导体公司，后来发展为13家成员，目的是通过集中研发，减少重复的研究和投资，降低设备开发的成本，达到成果共享的目标。它改变了过去美国半导体公司在技术研发上“各自为政”的倾向，有利于加速美国半导体装备的研发速度和半导体制造公司采用新型设备的进程。从1987年启动到1995年，SEMATECH帮助美国企业重新夺回了“世界第一”的地位。1995年美国已经可以制造0.35微米线宽的芯片，在制造技术上超越了日本。

　　欧洲也有一个类似的集成电路联合攻关的研发，称为“欧洲微电子中心(IMEC)”。它的全称是Inter-University Microelectronics Centre，直译为“大学校际微电子中心”。它是比利时弗兰芒地方政府响应鲁汶大学范奥弗斯特拉滕(Van Overstraeten)教授关于推动欧洲跨院校微电子研究合作的倡议，于1984年在鲁汶大学微电子系的基础上成立的一个非营利性组织。30多年来，IMEC秉承“研究开发超前产业需求5～10年的微电子和信息通信技术”的使命，逐渐发展成为一个世界领先的国际化微电子研究机构，为全球半导体产业技术开发、成果转化、人才培养做出了重要贡献。1991年，IMEC提出了产业联合项目计划，这是一个与产业界开展联合研究的合作模式，在共享研发费用、科研人员、知识产权以及共担风险的基础上，联合几家或几十家全球有实力的企业，攻克某项技术在产业应用之前的技术瓶颈。IMEC的合作伙伴分为核心成员和项目成员两类，前者参与整个项目研究，后者只参与部分子课题。由于参与程度不同，享受权益也不同。核心成员主要是英特尔、高通、三星、意法半导体、阿斯麦、台积电等公司。这些大企业向IMEC支付的项目费用比较高，在项目决策上具有相当的话语权。由于项目参与方可能存在竞争关系，IMEC与各公司签署协议时，充分考虑了未来知识产权的归属问题，避免了知识产权的纠纷。当然，在IMEC成长的30多年里，政府一直占据主导地位，也有非常大的投入。1984年，IMEC启动时，政府投入了相当于6 400万欧元的资金。此后，政府每年向IMEC拨款，即使在欧债危机期间也未中断。2012年，政府投入1亿欧元，并在随后5年总计投资10亿欧元。

　　国家集成电路创新中心

　　近年来，我国集成电路产业和技术发展迅速，特别是2008年以来在国家科技重大专项等支持下，产业规模迅速扩大。根据中国半导体行业协会的数据，2017年我国集成电路产业规模达到5 411.3亿元，比上年增长24.8%。其中，设计业销售额为2 073.5亿元，同比增长26.1%;芯片制造业销售额为1 448.1亿元，同比增长28.5%;封装测试业销售额为1 889.7亿元，同比增长20.8%。然而，我国集成电路产业缺少核心技术的局面没有根本改变。

　　2018年7月3日，由复旦大学、中芯国际和华虹集团3家单位共同发起组建的“国家集成电路创新中心”正式在上海揭牌成立，并落户张江。该中心将逐步吸收更多龙头企业和研究机构，构建开放平台，汇聚高端人才，开展源头创新，打造国家级集成电路共性技术研发平台。该中心在借鉴海外集成电路创新模式的同时，也在积极探索符合我国国情的集成电路创新之路。其目标是建设具有独立性、开放性、实体性的集成电路制造共性技术的研发平台。具体来说，主要是开展集成电路共性技术研发，实现器件结构创新和工艺创新，研发功能器件，为智能制造应用创新提供支撑，为产业技术升级、大生产线建设提供技术支撑和知识产权保护。

　　国家集成电路创新中心的建设内容，首先是创新能力建设，包括共性技术研发能力、行业服务与成果转化能力、国际合作能力和人才培养能力。其次是共性技术研发，面向未来先进工艺，集中力量研发集成电路共性技术，聚焦新器件、新工艺、新材料方面的研发，以及先进仿真和模拟技术、先进集成工艺等共性技术。

　　国家集成电路创新中心还将提升成果转化和服务行业的能力，探索成果高效转化的模式，服务于整个行业，成为集成电路产业创新链的核心枢纽。在国际合作能力建设方面，该中心计划开展与国际著名高校和研发机构的协同创新活动，建立广泛的先进集成电路共性技术国际联合研发的合作机制。

　　在人力培养方面，国家集成电路创新中心建立了企业与高校联合培养高端人才的机制，打通互联互通的人才交流途径。集成电路行业非常缺乏人才，而高校培养的人才又往往不能适应现在产业发展的需求，所以我们要探索一条产学研融合培养人才的模式，打通企业与高校之间的交流途径，如科教融合、校企协同、国际合作，使培养出来的人才能够真正为企业所用。

　　长三角一体化国家战略下集成电路的协同发展

　　目前，我国集成电路产业发展已形成以长三角地区为龙头、珠三角和环渤海地区为两翼、中西部地区为尾翼的空间格局。其中，长三角地区在我国集成电路产业中占据决定性地位，集成电路产业的基础最扎实，技术最先进。据国家统计局数据，作为国内集成电路制造、封装、测试企业最为集中的长三角地区，集成电路产业总销售收入占全国总份额接近一半。长三角地区率先于全国，形成了集成电路产业可持续发展能力较强的基础优势。

　　长三角地区共有4个城市进入全国集成电路设计业十大主干城市的行列。长三角地区集成电路产业协同发展，有利于形成新的产业经济增长点和新的市场发展空间，也是我国集成电路产业实现自主可控、做大做强的必由之路。

　　集成电路的技术和产业发展了60年，只有不断突破既有的技术瓶颈，才能跃升到一个新的高度。但是，集成电路的创新需要政府的有序引导，聚集全产业链的力量，构建开放式、产业共性技术的研发平台，才能培育出符合产业和市场规律的可持续发展的创新能力。建立长三角集成电路发展协调机制，形成优势互补的产业布局，推进长三角集成电路一体化发展，将极大提升我国集成电路产业的创新能力。

　　张卫，复旦大学微电子学院执行院长，极大规模集成电路制造装备及成套工艺国家重大专项技术副总师，国家集成电路创新中心总经理，长三角集成电路设计与制造协调创新中心常务副主任。

　　文/张 卫

本文来自《张江科技评论》