別看晶片的體積小,但製造難度非常大,其製作過程不亞於在指甲蓋上建造一座城市,我們一般看到的晶片是這樣的:
但是在顯微鏡下,如同街道星羅棋布,無數的細節令人驚嘆不已! 原來,指甲蓋大小的晶片,上面卻有數公裡的導線和幾千萬甚至上億根電晶體。 為了讓這些納米級的元件「安家落戶」,晶片在投入使用前要經歷上百道工序的納米級改造…… 晶片,以儲量最豐富成本最廉價的二氧化矽為原料,成就了這個星球的科技之巔,頒一枚最佳逆襲獎,實至名歸! 那麼,目前中國「芯」處在什麼階段?又面臨著哪些問題? 我們國家的企業,經過這麼多年的發展以後,無論是設計製造還是封測都已經進入世界前列,比如在全球的集成電路設計這個行業當中,前十位有兩家企業,在全球的代工企業當中,前十位也有兩家企業,而在全球的封測企業當中,前十當中有三個企業。 但是我們跟國際先進水平相比還有相當大的差距。看看我們的設計業,也就是我們經常講的集成電路產品,我們從1999年全行業只有3億元人民幣,到去年我們已經到了2519億,合370億美元左右,已經做到世界第二大。雖然很大,但是我們看一看的話,我們的產品在全球佔比只有7.9%,如果當時大家還記著剛才那張膠片,中國市場1500多億美元,佔了全球市場的34%,而這裡面我們只有7.9%,那我們有26%就要靠進口。 那半導體的市場是怎麼分布的?我們看到紅色的是中國,最下面這個紫色是美洲的市場,藍色的是歐洲市場,灰色的是日本市場,上面的綠色的是除了中國和日本之外的亞洲其它市場。這個數字有點驚人,因為中國市場佔了全球市場的34% ,1584億美元,超過三分之一,這是指中國市場用到的。同時,2018年中國也是增長最快的半導體市場,中國半導體市場增長了20.5%。我想大家可以想像中國要買多少集成電路,很多! 我們說集成電路晶片發展需要投資,要投多少錢呢?天文數字!全球在半導體投資上的統計,我們看到除了少數的幾個年份之外,大部分的時間都在400億美元以上,最近這幾年甚至都在600億美元以上。那條紅線是我們國家在半導體的投資,它在最底下。有人說我們的投資額是在人家的統計誤差範圍之內,這個話聽了很難聽,我們也很難受,為什麼我們國家在這上面不投資呢?我們對這個產業的了解還是有限,我們比較早地作出了一個錯誤的決策或決斷,認為中國的半導體晶片產業可以通過市場配置資源來良性發展。 而圖上的紅線這幾年向上翹,翹的過程好像挺多了。但是大家知道它是需要高強度投資的產業,無論是英特爾也好,還是三星也好,臺積電也好,每年投資大概都在百億美元規模。我們也到了百億規模,但是我們投了很多家,你的投資強度也不夠,而且剛剛兩、三年,後面要連續投很多年才能看出結果來。 目前集成電路產業人才碰到的瓶頸在哪兒呢?不僅質量難以滿足需求,現在連數量都難以滿足需求,最直接的效果就是,現在整個半導體產業在互相地挖人。如果你是從事晶片的話,現在跳槽一定可以找到很好的收入,因為你們的工資可以翻番。 我們做過一個統計,中國大陸從事晶片設計的工程師,平均薪酬已經高於臺灣。講實話,大陸工程師的能力可能還不如臺灣的工程師,這就意味著什麼呢?我們做出來的產品沒有人家好,但是我們的成本比人家高,這個情況還沒有緩解,所以我們人才團隊的短缺是非常可怕的。 前兩年,我們在人才培養上遇到一個不大不小的麻煩,就是很多的學生畢業以後去搞投資,搞金融了,當然我自己的學生也有出去做投資的,去做官員的。我總是在講,如果這樣的話,你們幹嗎要來學這麼多年的集成電路呢?還是說他們對於晶片的重要性、對於晶片本身所蘊含的這種無窮的魅力了解得不夠,他僅僅是把它當成一門知識來學了。當你真正深入了解晶片、集成電路它內在的東西之後,以及它對外的這種發展影響,那你就會知道,原來掌握集成電路晶片能夠帶來這麼大的主動權。
目前,我們最先進的集成電路製造商還剛剛發展到14納米,而臺積電,它們的16納米,早在2015年的第四季度就已經投產。這中間就最少有三年的差距,這就是我們相對比人家滯後的地方。
但集成電路並不是一個能夠遍地開花的事情。有一些地方上集成電路非常地熱心,我能體會它們對於地方經濟的發展是傾注了自己全部的心血。它們看到,一旦在他們那兒建立一個集成電路廠、晶片廠的話,很快會帶來就業,帶來周邊環境,周邊的生態的配套,能帶來一個大產業,但是它們對於晶片發展的艱巨性了解是不多的。曾經就有一個地方,在當地沒有一所大學有微電子專業,它們也要上晶片產業,我說那你的人從哪兒來?他說我的人可以從外面「挖」來,你讓人家從上海坐4個小時飛機飛到你這兒來,不太現實吧?第一沒人,第二沒錢,第三沒技術,所以集成電路的發展是需要很多投入的。
需求旺盛、供給不足是我們中國晶片產業面臨的一個挑戰,這是個現實問題,也是我們下一步做供給側結構性改革的時候一個關注的點。晶片的發展不容易,不是那麼簡單的,需要高額的投入,需要我們長期堅持,但我國晶片的自主研發和量產勢在必行。
【1】讓機器自主學習:用TensorFlow構建一個變體的自編碼器
【2】要正確理解CCD的幀頻,這三個問題先得搞清楚!
【3】終於整理齊了,電子工程師「設計錦囊」,你值得擁有!
【4】半導體行業的人都在關注這幾個公眾號