鈦媒體註：近日，在中信建投證券和金沙江資本舉辦的中國第三代半導體發展機遇交流峰會上，中芯國際創始人、原CEO張汝京發表了演講。
在這次分享中，張汝京回顧了第一到第三代半導體的發展。問答環節中，張汝京回答了中國半導體產業如何實現「超車」、第三代半導體未來的發展模式是什麼等問題。
時下，川普發布行政令試圖封禁TikTok、微信，華為餘承東也在公開演講中表示，因美國第二輪制裁，麒麟晶片或將絕版。針對以5G通訊為主的中國技術，美大面積打擊和制約。
對此，張汝京回答，類似的限制由來已久，各界美國政府對此的態度各有不同，「川普對中國定的策略是最嚴苛的」。
張汝京還拿日本舉例，他表示，1980年代，當時日本存儲器技術在技術、設計和良率都比美國先進很多，於是美國就開始限制日本，後來還逼日本籤下《廣場協定》。「結果日本根本抵擋不了美國的壓力，存儲器行業幾乎消亡，只有一兩家還能苟延殘喘。當時，受到美國的影響，日本各方面都受到了很大制約，發展速度就放緩了」。
但日本也並沒有停下腳步，而是潛心鑽研材料和設備，所以它在這幾方面還是十分領先。譬如說現在全世界大概51%的300毫米大矽片，都產自日本信越和鬆口這兩家公司。日本在光刻膠、特殊的化學品和材料等領域都是領先的。
張汝京認表示，當美國發現中國對其造成的競爭壓力很大時，美國的行政負責人就開始要打擊，如果公平競爭贏不了，它就會採取行政的方式。他也特別提到：「美國對中國制約的能力沒有那麼強，但是我們不能掉以輕心。」
第三代半導體未來的發展模式會是以IDM（垂直整合製造）為主，還是說也是Design House（第三方設計）加Foundry（代工）這種模式佔主導？
張汝京認為，第三代半導體遵循的不是摩爾定律，而是後摩爾定律。「第三代半導體的設備不是特別貴，線寬也不是很小，投資不是很大，但材料不容易做，設計上也需要有優勢。」
在5G裡常常都會用到第三代半導體，比如很多高頻晶片用的材料是氮化鎵，頻率非常高，耐高壓、耐高溫都很好，無人駕駛汽車、充電樁等用得碳化矽也是第三代，用得非常多。
看起來第三代半導體裡面大的這些都是IDM公司，做出來可能效率會比較高。但是也有Foundry，有的人在日本，有人做Epi（外延片）做得不錯，在我們中國最早的單晶的襯底片不一定自己做的，但是上面外延片自己做。「所以我個人覺得第三代半導體，IDM開始現在是主流，但是Foundry照樣有機會，但是需要設計公司找到一個可以長期合作的Foundry。」
張汝京強調，第三代半導體投資並不是很大，第三代半導體行業的發展，重點是人才。
在半導體製造領域我們相比20年前取得了一定的進步，但跟海外的公司還是有一定的差距，在第三代半導體領域如何破局？
對此，張汝京回答稱：「有的地方我們中國是很強的，比如說封裝、測試這一塊很強。至於設備上面，光科技什麼，我們是差距很大的。如果我們專門看三代半導體的材料、生產製造、設計等等。我們在材料上面的差距，我個人覺得不是很大了。」
張汝京表示，短時間之內人才基礎，是我們一個弱點，基礎可能做了，但是基礎跟應用之間有一個gap，怎麼去把它縮短？歐美公司做得比較好一點，就借用他們的長處來學習。
「下決心找到合適的團隊。做這個行業裡面是很寂寞，艱苦的，要有很強的信仰的力量來支撐我們，我們就可以把它做出來。所以我是樂觀，相信我們追得上。」
以下為張汝京的演講和問答，略經鈦媒體編輯：
簡談第一到第三代半導體
我跟大家討論一下第一到第三代半導體的科普。
第一代的半導體材料，最早用的是鍺（germanium），後來再從鍺變成了矽（silicon），因為矽的產量多，技術開發的也很好，所以基本上已經完全取代了鍺。
但是到了40納米以下，鍺的應用又出現了，鍺矽通道可以讓電子流速度很快。
所以第一代的半導體材料中，矽是最常用的。現在用的鍺矽在特殊的通道材料裡會用到，將來會涉及到碳的應用，這都是後話。
這些材料在元素周期表裡都是4價的，IV A組的碳、矽、鍺、錫、鉛，都屬於第一代。
第二代是使用複合物的，the compound semiconductor material（複合半導體材料）。我們常用的是砷化鎵（gallium arsenide）或者磷化銦（indium phosphide）這一類材料，這些可以用在功放領域，早期它速度比較快。
但是因為砷（arsenide）含劇毒，所以現在很多地方都禁止使用，所以砷化鎵的應用還是局限在高速的功放功率領域。
而磷化銦則可以用來做發光器件，比如說LED裡面都可以用到。
到了第三代，更好的化合物材料出現了，包括碳化矽（silicon carbon）、氮化鎵、氮化鋁等等，這些都是3、5族的元素化和形成的。
碳化矽在高電壓、大功率等領域有著特別的優勢；氮化鎵的轉換頻率（switching frequency）可以很高，所以常被用在高頻功放器件領域；氮化鋁用於特殊領域，民用會涉及得比較少。
另外還有一些半導體是比較特別的，不知道該歸入第幾代，時間上它們是貫穿第二、第三代。
主要集中在2、6族的元素，是由周期表中排在II B和VI A的元素化合形成的，比如銻化鎘（CdTe）、銻化汞（HgTe）或是碲鎘汞（HgCdTe）等等。
這些材料的用途非常的特別，工藝也比較複雜，基本上民間很少用到它，但它們也還屬於半導體的範疇。
以上就是關於三代半導體材料的簡要介紹，一會兒討論的時候，我們可以儘量討論一些細節。
美國對中國制約的能力沒有那麼強
問：從2018年中興，包括2019年華為被美國納入實體名單以來，半導體產業最熱的兩個概念就是國產替代和彎道超車。兩年來，整個中國半導體產業面臨著美國的各個層面的封鎖，請問你如何看待中國半導體產業的所謂國產替代和彎道超車？
張汝京：我常常不太了解為什麼要彎道超車，直道就不能超車嗎？
其實隨時都可以超車，彎道超車不是捷徑，反而是耗時費力的方法，這是我的看法。
目前，美國對中國的高科技產業有很多限制，但這不是從現在才開始的。
早在2000年之前，就已經出現所謂巴黎統籌委員會（簡稱「巴統」，於1994年解散），也是一個國際間的技術封鎖。
最近出現的就是《瓦森納協定》，都是對某一些國家實行高科技技術、材料和設備等的禁運。
2000年，我們回到大陸建Foundry廠的時候，這些限制都還存在，但小布希政府對於中國還是比較支持的，他任期內逐漸開放了一些限制。
我們當時在中芯國際從0.18微米級別的技術、設備和產品要引入中國大陸，都要去申請許可。
0.18微米、0.13微米我們都去美國申請了，而且得到美國政府4個部門的會籤，包括美國國務院、商務部、國防部和能源部。
能源部比較特殊，它是怕我們做原子彈之類的武器，但我們不做，所以能源部通常都會很快的去通過。
所以這個限制是一直存在的，但是2000年以後逐漸的減少了，我們就從0.18微米一直到90納米、65納米，45納米都能申請獲批。
而且45納米的技術還是從IBM轉讓來的，這在當時是相當先進的。此後，我們又申請到了32納米——這個製程可以延伸到28納米。
之後我本人就離開了中芯國際，後面可能就沒有繼續申請28納米以下的技術，但也可能不需要了。
總之，對於設備的限制等等，各個美國總統會定出不同的策略，川普對中國定的策略是最嚴苛的。
早期美國商務部是很支持我們的，國防部會有很多意見，但是經過4個部委討論通過以後也都通過了。
但這次最大的阻力卻來自美國商務部，這主要是因為美國在5G技術上落後了，所以它就希望中國在5G領域的發展腳步放慢，這種限制也有過先例。
1980年代的時候，我們在美國生產存儲器，當時日本存儲器技術在技術、設計和良率都比美國先進很多，於是美國就開始限制日本，後來還逼日本籤下《廣場協定》。
結果大家也看到，日本根本抵擋不了美國的壓力，存儲器行業幾乎消亡，只有一兩家還能苟延殘喘。
在邏輯方面，日本本來就沒有特別的優勢，至今也不算領先，這方面中國大陸可能都比日本強。
但是日本領先的是模擬（analog）和數模混合，在汽車、高鐵這些領域的元器件日本做的是不錯的。
當時，受到美國的影響，日本各方面都受到了很大制約，發展速度就放緩了。
但日本也並沒有停下腳步，而是潛心鑽研材料和設備，所以它在這幾方面還是十分領先。
譬如說現在全世界大概51%的300毫米大矽片，都產自日本信越和鬆口這兩家公司。
日本在光刻膠、特殊的化學品和材料等領域都是領先的。
設備方面，日本的光刻機也是很領先，其他的基礎設備也都能自主生產，比如擴散爐、LPC單片機等。
但總的來說，美國對日本技術限制之後，日本的設備，尤其是存儲器領域，還是受到很大打擊。
然而，這次美國發現中國對其造成很大的競爭壓力時，美國的行政負責人，就開始要打擊和制約以5G通訊為主的中國技術。
如果中國在5G技術上保持領先，將來在通訊、人工智慧、雲端服務等等，中國都會大大超前，因為中國在高科技應用領域是很強的。
最近鬧得沸沸揚揚的抖音，它比美國的Facebook要好得多，同樣是社交網站，抖音有很多有趣的功能，一下子就在美國受到很多年輕人的喜歡。
當然也可以看到Facebook的負責人說話很酸，說中國如何如何不好，這都是出於嫉妒的心理。
美國如果公平競爭贏不了，它就會採取行政的方式。
1980年代對日本做了一次，2018年開始，又開始對5G進行制約，但是這次它的對手不再是日本。美國對中國制約的能力沒有那麼強，但是我們不能掉以輕心。
5G領域常常會用到第三代半導體材料，比如說5G的高頻晶片用的材料是氮化鎵。
這種材料的頻率非常高，也可以耐高壓高溫。又比如無人駕駛汽車、或大功率的充電樁都會用到碳化矽，這些材料美國都會對中國採取禁運措施。
今天武總跟我提到，第三代半導體材料的應用會以碳化矽為重點，我就說多跟大家討論一下碳化矽。
這是一個非常好的材料，但它生產的三個階段都是可能遇到瓶頸的地方：
一是材料，碳化矽的單晶，早期2到4寸用了很久，現在是6到8寸也出來了，當然用到最多的還是4寸和6寸，原料本身就是很重要的資源；第二階段是生產外延片，這也涉及到特別的技術，對最終元器件成品的質量至關重要；第三階段就是去生產各種功率的半導體，這些半導體的用途就很廣泛了。
其中使用最多的是新能源汽車和動車裡的高功率器件，電壓超過3000伏，最好用碳化矽來做。但這個材料製造的環節，中國的技術相對比較弱。
第三代半導體IDM現在是主流
問：怎麼看待第三代半導體，它會以什麼樣的規律去發展？第三代半導體未來的發展模式會是以IDM為主，還是說也是Design House（第三方設計）加Foundry（代工）這種模式佔主導。
張汝京：半導體這個行業要長期投入，從業人員也要耐得住寂寞，經驗是逐漸累積起來的，和網絡電商這些不一樣。
那些東西可以很短的時間有一個好的想法，就可以一下起來，投資人也願意把錢投到那邊去。
但是第三代半導體有一個特點，它不是摩爾定律，是後摩爾定律，它的線寬都不是很小的，設備也不是特別的貴，但是它的材料不容易做，設計上要有優勢。
它投資也不是很大。所以如果出現了，第一，有沒有市場？有；有沒有人願意投？可能有些人願意，因為不是很大的投資，回報率看起來也都不錯；政府支持嗎？政府支持；有沒有好的團隊？這個是一個大問題；人才夠嗎？這是一個問題，真正有經驗的人在我們國內是不夠的。
所以第三代半導體，就拿碳化矽來講，好的產品市場非常大，因為新能源車裡面要用很多。
舉個例子，特斯拉的Model 3就用到了碳化矽，silicon carbon（碳化矽）的功率器模組。
這些模組是誰做的呢？
是意法半導體，最近它也開始向英飛凌買一些，它基本上是這兩家提供的，而這兩家基本上都是IDM公司，它做得很好。
看起來第三代半導體裡面大的這些都是IDM公司，因為它從頭到尾產業鏈是一家負責，做出來可能效率會比較高。
但是也有Foundry，有的人在日本，有人做Epi（外延片）做得不錯，在我們中國最早的單晶的襯底片不一定自己做的，但是上面外延片自己做。
做了以後，有一些設計公司設計好了以後，在不同的Foundry裡去留片，這種碳化矽的Foundry，日本有，臺灣地區有，韓國也有，所以也有這種分工合作的情景。
我們中國大陸也有人想這樣做，所以我個人覺得第三代半導體，IDM開始現在是主流，但是Foundry照樣有機會，但是需要設計公司找到一個可以長期合作的Foundry。
我個人覺得這是一個好機會。
如果資本市場願意投入，這個所需的資本跟做先進的邏輯平臺差太多倍了。投資並不是很多就可以做，重點是人才。
這些人才，我們國內現在不太夠的，但美國有，有些人還是願意來大陸來做，日本有一些不一定方便來。
韓國有、臺灣地區有，我們中國大陸自己也有些研究機構做得不錯，如果這些人願意進到產業界來，這也是很好。
我個人覺得韓國三星就做得不錯。剛剛有幾位朋友提到三星為什麼做得好呢？
他就是一個IDM，它財力雄厚，而且它眼光很遠的。雖然國內的市場不大，但是它曉得它一定要掌握技術，所以很早以來中國三星不但是開發材料，做設備，把各式各樣的產業從頭做到尾。
如果有一天它受到制約，這個不給它，那個不給它，基本上除了光科技以外，它都可以活命的。
基本上第一到第三代的半導體產品，它都能夠生產，而且具有很大的競爭力。
在臺灣是有一家有能力做到三星的，這一家它在技術上非常領先，但是除了技術以外，基本上對材料、設備不太去發展。
因為它們覺得不會被海外的市場卡脖子，所以它覺得沒有必要做這個事情。再加上它們的領導喜歡focus在他專業上面，其它他不去碰，所以有很好的機會，但是沒有發展出產業鏈。
我們中國大陸就不一樣，可能會被卡脖子的，所以一定要自己把這些技術開發出來。
我再強調一下，第三代半導體投資並不是很大，重點是人才，IDM我個人覺得是不錯，用分工Foundry合作的方式也可行。
希望投資界的人多注意關懷，給予適當的支持。我再強調一下，投資的錢比做一個先進的邏輯平臺要少太多。
投資金額看對應階段
問：能不能有一個大概的量化，投資的錢要比先進的廠少太多，到底大概區間是多少錢呢？能夠有一個像樣的規模。
張汝京：像樣的規模，我個人覺得第三階段，如果只是有了材料，有了外延片，來做這個器件，如果我們用一個6寸來做，投資就看你要做多大，大概最少20億多，到了六七十億規模都可以賺錢的。這是做第三段。
如果第二段要做Epi（外延片）投資也不大，相對應的Epi廠投資，大概只要不到10億就起來了。
設備也不難，技術要注意，原材料我們中國山東的天嶽、芯成這些都是不錯的。這些廠材料就是看你要做多大，這些爐子基本上都已經可以國產化，而且做得也不差。
否則你要向日本、德國買都買得到，也都不貴。我估計相對應的一個工廠，廠房土地不算，設備大概10億到20億人民幣也就起家了，以後做得越好再增加。所以並不是很大。
封裝、測試這一塊我們中國很強
問：作為中芯國際的創始人，你在半導體製造領域有非常了不起的建樹，也見證了過去幾十年本土半導體製造發展。目前我們相比20年前取得了一定的進步，你如何看待過去的一段時間的進步？我們在這個領域跟海外的公司還是有一定的差距，你如何看待差距？在這個領域，特別是在第三代半導體領域，如何破局？
張汝京：我覺得差距範圍太廣了，有的地方我們中國是很強的，比如說封裝、測試這一塊很強，至於設備上面，光科技什麼，我們是差距很大的。
如果我們專門看三代半導體的材料、生產製造、設計等等。我們在材料上面的差距，我個人覺得不是很大了。
兩年多前，我去參觀過我們國內的幾個做silicon carbon（碳化矽）單晶的公司，那時候我看到的數據跟海外差距比較大。
但讓我很驚訝的，在過去兩年多時間裡，他們進步非常的大，在材料上面，4寸的基本上做得跟海外很接近，差距不大了，6寸還是有點差距，但是假以時日也跟得上來，這是做材料。
外延片，完全在技術上的，設備也買得到，這個差距很快可以縮短。
至於說第三段，設計都不是很難的。它有很多是經驗的累積，生產製造的設備並不需要那麼先進，但是功率上面要很小心，否則做出來的效果就跟人家不一樣。
效果的差距比較大，所以重點還是在功率上面設計的配合要做的好。
因為國內目前還沒有真正的一家大一點的公司出來做，我還不知道有哪一家是有個很強的團隊在開發這個。
所以目前做出來的產品功率碳化矽，只做功率上面可能比較容易追，但是做到射頻上面用的氮化鎵。
做射頻，目前海外最強的，比如說日本的TDK跟村田這些都很強，我們跟這些有一些差距，但是也有一些新的公司，從海外回來的人才，在開發這種5G射頻裡面用氮化鎵來做的，不錯。
請大家注意一下，剛剛我忘記是哪一位提到說，有很多小公司、新的公司做得是不錯的，比如說在美國加州一個小公司叫納維塔斯，不曉得有沒有被人家買掉，前一段時間我看他們做的是不錯的。法國也有一家公司被ST、Micron買了。
剛剛也提到，以色列還是有很多好公司可以去考慮的，因為這種主要是人才，這個人才也不需要很多，幾個好手來了，把我們這邊的年輕人教會，我們幾乎可以並駕齊驅。
要考慮短時間之內人才基礎，這是我們一個弱點，基礎可能做了，但是基礎跟應用之間有一個gap，怎麼去把它縮短？歐美公司做得比較好一點，我們就借用他們的長處來學習。
所以我感覺差距不是那麼大，沒有邏輯差得這麼大，也沒有存儲器差距這麼大，可以追得上的。
下決心找到合適的團隊。做這個行業裡面是很寂寞，艱苦的，要有很強的信仰的力量來支撐我們，我們就可以把它做出來。所以我是樂觀，相信我們追得上。
（演講和問答內容來源於微信公眾號阿皮亞）