中国集成电路产业的差距在哪儿？

　　“纲要”的两点解读

　　6月24日，经国务院同意，工信部正式公布《国家集成电路产业发展推进纲要》。集成电路上升为国家产业的发展纲要，真可谓“千呼万唤始出来”——确实我们期盼了很长时间，我本人在这方面也做了两年多的工作。不过，没办成的时候挺兴奋，办好了现在又挺着急，“真是犹抱琵琶半遮面”，我们不知道该怎么办，甚至现在有点后悔，我不确定现在做这件事情会产生什么样的结果。

　　但是对推进纲要，大概有两个重要的变化：第一，这次是推进纲要，不是什么若干鼓励政策。原来叫鼓励政策比较多，例如18号文件，2011年下发的4号文件等。鼓励政策的主体是企业，政府只是给创造条件，让大家去发展。至于能不能发展、愿意不愿意发展，主动权在企业手里，政府只是站在旁边。但是“推进纲要”则把这个责任拉到了政府一方。

　　第二点，以前叫“若干鼓励政策”都是没有太多实惠，这次明确提出了发展基金。有钱好办事；当然正是因为有钱，这个事情也变得非常难办。首先需要看到我们的差距在哪儿。

　　集成电路技术与产业的大势

　　很多人说集成电路工业走到今天这一步，确实是很了不起，但是是否今后还会有很长时间的高度发展？如图1，据IBS2014年报告，2014年到2020年全球电子业的生产规模增长66.4%，其中，计算机的增长仍然高达46.6%，移动通讯增长81.3%，消费类电子增长48.%。大家看到无论是今天非常火爆的移动通信，还是我们曾经在十年前就预料到消费类电子增长会占有主导地位，但是传统的计算机增长仍不可小觑。如图1，可以看到其实我们很多认识都是基于自己主观的一些想法，觉得计算机不行了，其实计算机仍然是主要拉动。

　　第二，就是我们熟知的摩尔定律开始走向一个比较让我们难受的阶段。摩尔定律是说密度增加100%，性能会提升40%，功耗下降50%。过去几十年当中一直如此。但非常遗憾，到了22/20nm及以下工艺，摩尔定律不再成立，体硅平面晶体管已走到尽头，产业界在16/14nm节点采用FinFET结构已经基本达成共识。

　　这对我们的影响是非常大的，那么直接的变化就是成本的变化。22/20nm以后，痛并快乐着，为什么叫快乐呢？就是集成电路还在往前走，你还离不开，我们还有钱赚。痛呢？越来越贵。快乐最重要的一点在哪里呢？在于我不需要再去降价，每年降价这件事情非常让人头疼，我这个产品刚做出来没卖多少就降价了，没钱赚，到22nm，你可以跟客户去讲，我这个地方不但不降价，还要涨价。涨价对集成电路来说是很重大的——今后我们不要再指望手机降价，手机会涨价？

　　我们现在基于新一代工艺的芯片量产很大，主要是靠IP提升的。那么芯片设计团队对于制造，尤其是对工艺的变化非常敏感。今天讲DFM（可制造设计），而我们很多企业还不知道，因为我们没碰到过。

　　28nm时，NRE（一次工程费用）在急剧上升，上升到什么程度呢？有人做过预估，说研发一个16纳米的芯片需要1.5亿美元，那么你要是每颗芯片卖五元钱，你要销售三千万片，所以没有量，大概做不起，做了以后你卖不动，更不要讲后续的成本。因此，28nm将是个长节点。

　　我国集成电路产业的差距

　　我们中国电子工业过去几年增长非常快，生产规模确实了不起，非常庞大。也由此带来用到集成电路的场合非常多。有多少留在国内？据WSTS于2013年统计，中国市场占了20.4%，这20.4%我认为比较合理，因为我们大概算了，中国真正满足自己用的，应该是这个数，那么这个数额是多少呢？808亿美元，仍然是非常高的一个数字，即1/4集成电路最终留在中国，我们自己能够满足的是非常有限的，也就一百亿美元左右，即1/8，还到不了20%，这是让我们很郁闷的一件事情。

　　中国芯片设计业走势

　　我国芯片设计的增长是非常快的，过去十几年当中，我们年均增长达到40%左右，这在全球很了不起。到去年达到了142亿美元，约合800多亿人民币，去年比前年增长了28.5%亿。那么今年第一季度，仍然增长了28%。如果按照这个速度增长，我们全年大概会超过180亿美元。据中国台湾一位专家预测，今年台湾大概是180亿美元，可见和台湾持平、超过台湾也不是没有可能。

　　我们在全球设计的比重大概是16.73%，设计水平基本上和国外同步，达到28nm。如果从设计实践看，我们28nm设计企业的数量超过了同行。但最终，我们非常关注毛利，我们平均毛利大概是30%左右，比跨国厂商低。

　　但在整体设计上，我们的产品是落后的，例如在网络基础设施，尤其是计算机芯片等，我们基本上是靠国表12013年中国十大集成电路设计企业外，到现在为止压力比较大。我们很多企业觉得赚点小钱就行了，但是真正关注到国家基础网络安全建设的企业非常有限。

　　怪圈——两个在外

　　一方面，设计企业愿意找海外代工厂做代工；另一方面，我们的本土代工厂也不愿意接我们设计企业的设计，这两者之间出现了一个差距。原因有两方面。

　　芯片设计方面，设计企业缺乏工艺知识，也没有定制和修改工艺参数的能力，你给我什么样我给你做什么样，稍微改动一下就做不了；设计企业对第三方IP核的依赖程度奇高；设计企业没有建立内部设计工具维护和发展队伍，缺少根据自己的产品开发和优化设计流程的人才和能力；设计企业大多采用通用的ASIC设计方法，缺少定制化和COT的设计知识。

　　代工厂方面，尚未建立完整的设计服务和支持体系；IP核研发滞后于工艺的开发，IP核开发能力薄弱；工艺研发往往依托外来客户的支撑；对设计方法学的重视程度不够。

　　如何破解这“两个在外”，需要引起我们的足够重视。

　　（注：本文节选了魏少军教授在CDNLive2014上的报告，根据录音整理，未经作者确认。CDNLive2014会议是Cadence的中国市场年会，8月5日在上海举办。）

　　参考文献：

　　[1]魏少军.2013年中国IC设计业概况.电子产品世界，2013(11)：24

　　[2]王莹.假设先进制造公司和设计公司发生了捆绑.电子产品世界，2013(6)：1

　　[3]王莹.实现集成电路产业的强国梦.电子产品世界，2014(1)：1

　　魏少军 清华大学微纳电子学系主任(北京100084)

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