魏少軍：半導體產業成不了“風口上的豬”，守正才能出奇

3月30日，由AspenCore主辦的2023國際集成電路展覽會暨研討會 (IIC)同期峰會——2023中國IC領袖峰會在上海國際會議中心召開。
 
在峰會上，中國半導體行業協會IC設計分會理事長，清華大學集成電路學院教授魏少軍博士帶來《集成電路發展中的“正”與“奇”》的主題演講，以視頻的形式圍繞“正”和“奇”兩個點分享了他對產業發展過程中，如何能夠守正出奇來發展中國集成電路的一些思考。
 

 
“我國集成電路產業的發展要審時度勢，遵循一種客觀規律”，魏少軍教授基于這個角度從多個方面分享了一些對產業發展的觀點和看法。
 
從通信標準的統一，到供應鏈和產業的全球化 

魏教授表示，移動通信如今已經走到第五代，30年前我們還處在第一代移動通信，此后出現了GSM和CDMA這兩個新的標準。到第三代移動通信時又推出了WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA標準，自此移動通信的標準統一這件事情開始成為全世界關注的焦點。因此發展到了后面的LTE，直到第五代移動通信實現了全面統一，以及未來第六代移動通信標準的同一趨勢。
 

 
可見，如果移動通信標準不能統一就不能實現全球通信，因此也正是因為移動通信標準的統一，最終促進了互聯網走向移動互聯網，以及隨著移動互聯網的發展，出現了ARM+安卓，或者ARM+IOS產品技術的統一。在電腦方面由于英特爾CPU占主導地位加上微軟操作系統，也實現了統一。
 
因此我們看到，隨著移動通信標準統一，事實上使得互聯網在全球無論是固網還是移動通信上都實現了全球性產品技術的統一。而產品技術的統一又促進了全球供應鏈產業化，比如美國設計的芯片，可以在中國臺灣加工，然后放到馬來西亞封裝，中國組裝的iPhone又送到全世界，這樣一種供應鏈全球化和產業鏈全球化帶來的就是全球經濟的繁榮。
 
從上述移動通信標準的統一，到互聯網以及半導體產業全球化的角度來看，其本質都是一個規律性的東西。倘若違背這樣的規律，就是違背事物發展的規律，是一逆潮流的行為。
 
摩爾定律，推動產業不斷向前 

摩爾定律的誕生意味著我們有了一種方法能夠持續不斷地在后來幾十年中促進產業發展，持續推動芯片等比例縮小和集成化程度的提升。
 

 
魏少軍表示，過去40年有很多東西消失了，這些東西消失并不是說他們的功能消失了，而是這些功能都被集成進了手機，通過手機芯片加上運行的軟件實現了眾多各種各樣的功能，因此有一句話叫，芯片能夠參與競爭的任何技術，最終都不可避免地成為失敗者。
 

 
當今電子信息技術時代的發展經驗和規律告訴我們，電子信息技術一定要采用集成電路，一定要采用芯片，如果你違背這樣的規律，你的產品就沒有競爭力。
 
集成電路產業需要持續創新 

從原來的幾顆晶體管到現在幾百億顆晶體管發展過程中，銅互連、浸沒式光刻、EUV、新材料以及新器件等一系列新技術創新推動集成電路的發展。這些創新也是集成電路發展當中的一個重大規律。
 
魏少軍提到，在芯片制造工藝中存在三大挑戰：除了大家熟悉的光刻技術的基礎挑戰外，核心挑戰還在于新材料和新工藝方面。過去幾十年當中，如果看到圖形縮小性能不變的情況，光刻技術的作用是有限的，真正起作用是很多新材料和新工藝的出現，因此成套工藝研發的主旋律是新材料、新工藝。但芯片制造工藝的終極挑戰是提升良率，這需要大量的工程創新才能實現。創新在集成電路的發展當中是一個重要的規律，我們不能夠離開創新。
 

 
在這個情況下，充足的創新投入是半導體企業成長壯大的不二選擇。
 

 
在中國22家科創板上市的設計企業中，2021年企業的平均毛利率大概是47%左右，比美國企業平均62%的毛利低了15個百分點。中國企業平均研發投入為25.5%，比美國半導體企業17%的研發投入高了8.5個百分點，可見中國企業對于研發投入是很重視的。
 
但問題出在中國企業的產業規模上，科創板這22家企業的研發投入加起來只有10.8億美元。今天做一顆5nm芯片的成本大約需要投入2.5億美元，那因此10.8億美元的全部投入加起來也不足幾顆。由于創新投入不足，所以企業成長壯大并沒有想象那么好。這個例子證實如果在研發上不足，創新不夠，往前發展也會碰到很多困難。
 

 
據魏少軍教授介紹，2018年美國半導體產業為2260億美元，平均研發投入17%，毛利率62%。由于美國在研發費用上的高額投入，使其有足夠的資金去去創新，并產出更好的技術，進而再通過這些技術去占領市場，因此美國獲得了48%的市場份額。同時又由于其市場容量龐大，并且所占比例又很高，所以美國可以獲得更高的毛利，反過來又支持研發的投入，進入了一種良性循環。中國目前由于總體研發投入不夠，成為一個比較大的問題。從這個規律上來看，研發投入是半導體產業發展重要的一個影響因素。
 
以產品為中心，而非以加工為中心 

美國、日韓和歐盟的半導體企業是以IDM為主，而中國、中國臺灣以及新加坡等東亞國家和地區的企業不是IDM模式，而是通過代工和設計公司的模式來發展，因此產業模式上看到，在東亞和一些國家地區，主要是中國和中國臺灣、新加坡等地并不是以產品為中心的產業，而是以加工為中心，這個做法與我們真正追求的目標是有距離的。
 

 
因為在全球范圍當中，我們看到市場都是以產品作為基本的計算單位，盡管我們可以在加工能力方面做相應的調整，也可以把我們自己排到世界前十，但是我們真正看到的是產品，我們產品所占的比重非常低，除了中國大陸之外，中國臺灣和新加坡其實在產品上對全球產業貢獻不大，所以要以產品為中心，這也是集成電路產業發展當中非常重要的一個理念，也是規律性的東西。
 

 
當然我們不排除在發展過程中以客戶為中心，即在圍繞產品的發展過程中出現了從系統廠商轉向IDM又進一步分化的產業變遷，這些都是希望更好的為客戶做服務，但客戶要的是產品，所以怎樣把整個產業調整到以產品為中心，我們還有很長的路要走。
 
產業發展規律：半導體產業成不了“風口上的豬” 

半導體有半導體產業發展規律，我們必須遵循產業發展規律。
 
在這個過程中，我們看到有系統公司到IDM再到Fabless+Foundry等是自下向上的改變，同時也有企業嘗試把互聯網模式引入到集成電路領域，但結果令人唏噓。這也進一步說明任何一個產業發展有內在的客觀發展規律，我們不可違背。
 

 
魏少軍認為，半導體產業成不了風口上的豬，這兩年由于資本的力量，又重新想把很多豬變成風口上的豬，一些人也想借這個機會飛起來，能不能飛起來我們真的不知道，至少從現在來看，風口上的豬下場都比較慘，所以我們還是要遵循產業發展的客觀規律。
 
全球半導體供應鏈被人為打破 

魏少軍強調，近幾年來，我們看到有些違背客觀規律在發生，全球半導體供應鏈正在被打破，這里面既有某些國家對國內企業的打壓，也看到這些國家在疫情期間和過去發展過程中，由于去工業化造成的內部空心化?，F在要調整，因此也在不斷地施壓全球重要集成電路生產廠商到這些國家去建廠發展，加強自身供應鏈本身沒有問題，但不應該通過損人利己的方式想把中國排除在全球半導體供應鏈之外，無論是CHIP四方聯盟，還是三方達成的某些協議，其實這都是在違背全球供應鏈發展的規律。
 
其實影響全球供應鏈的因素有很多，包括成本、交貨期、能力、技術、標準、市場、經濟、文化、社會、政治等等，這里面可能各種各樣因素在起作用，但是為什么能夠形成全球產業供應鏈，其根本就是利潤，全球化能夠給企業帶來利潤。
 

 
追求利潤的最大化是企業的天性，所以今天之所以能夠形成半導體產業的全球供應鏈，就是它實現了這個產業鏈各環節的利潤最大化，這一點應該是在過去幾十年當中發展的必然現象。
 
進一步分析，從單個國家來看，為什么某個國家或者地方成為全球供應鏈非常重要一環，其實剛開始也不是這樣，它的發展也是從學習、起步、成長、規模、成熟，最終發生轉移，我們看到全球供應鏈從美國轉到歐洲，歐洲轉到日本，日本轉到中國臺灣，現在轉到中國大陸，這都是有客觀規律，沒有一個地方能夠完整持續下去，可能有些地方長一點，有些地方短一點。
 
從全球角度來看，追求利潤最大化是能夠形成供應鏈全球化最重要的根本動力。這里面很重要的就是要各個環節利益都得到滿足，其中，政府的支持和市場的驅動是非常重要的兩個因素，但是本質上是產業的自發行為，它不是人為的，完全靠人為做不到，而且需要漫長和艱難的過程。比如現在半導體產業鏈經過了幾十年發展，這里面必然推動產業從成本高的國家和地區向成本低的國家和地區遷移，必然會帶來技術從發起國家地區向目的地國家和地區轉移，必然促進目的地國家和地區知識和能力的提升，也必然促進目的地國家和地區競爭力的提升，當然最終導致目的地國家和地區對發起國家和地區產生一些反噬，這是不可避免的。
 

 
因此，如果違背這個規律，必然會帶來市場碎片化、技術分裂、標準多樣化、產品碎片化和成本上升，因此最終導致全產業鏈利潤下降。所以說，全球供應鏈被打破是罔顧半導體產業發展規律的惡招。
 
守正才能出奇 

那么中國集成電路應該怎么辦呢？很簡單，就是守正才能出奇，所謂守正就是守住正確的東西，人間正道是滄桑，要遵循產業規律，出奇就是要出奇兵，要有創新。但是這兩者之間是有關系的，守正才能出奇，不守正出的奇早晚會被淘汰掉。
 

 
魏少軍分別以浸沒式光刻機、軟件定義芯片和異質堆疊集成技術發展為例，進一步揭示了“守正才能出奇”的含義。中國在當前受到制約的背景下，需要思考守正出奇的思路，也許會有令人非常驚喜的結果。
 
中國正走在自立自強的正確道路上 

中國發展這么多年來一直在做產業升級，技術從低到高從勞動密集型轉向智力密集型，生產率，產業鏈從低端向高端去走重要性從邊緣向核心，競爭力不斷提升。當然我們看到其他國家，特別是西方國家他們前期空心化的程度比較高，現在也在產業重建，這個產業重建應該說跟我們正好是完全相反的。其實無論是哪種方式，在實際過程中都不太容易。
 

 
但是，中國的優勢在于有龐大的市場，加上中國有良好的基礎。中國作為世界工廠的現狀不太會改變，新中國成立以后，中國以最大的力度，在最短的時間內在工業里大手筆的投入造就了最早的基礎。中國從工業門類來說是世界上最全的。中國正是利用龐大的內需市場，在外需市場出現問題的時候，來使得在中國工廠保持平穩，這也是在中國建廠的特點。
 
從全球角度來看，歐美目前處于空心化的狀態，印度有潛力但還沒達到實現目標的水平。因此在短期內，世界還是要看中國如何發展。中國現在的產業從沿海地區向中部地區、西部地區逐漸遷移，留下了廣大的戰略空間。所以違背世界發展的規律、經濟發展規律，不斷打壓中國是不合適的。當然對中國來講，受到打壓也是客觀現象，所以中國半導體需要做的，就是守正，然后出奇，在發展當中形成我們自身的競爭力。

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