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江浙沪分工 长三角“芯片联盟”隐隐蓄势

  长三角,是中国经济发展最活跃、开放程度最高、创新能力最强的区域之一,以4%的国土面积,创造了全国近四分之一的经济总量。

  今年是长三角一体化发展上升为国家战略5周年。

  习近平总书记在深入推进长三角一体化发展座谈会上强调,长三角区域要加强科技创新和产业创新跨区域协同,大力推进科技创新,加强科技创新和产业创新深度融合。

  芯片,是长三角协同创新的重要领域,它呈现出怎样的新趋势?浙江又将扮演怎样的角色?

  近日,在浙江制造大区钱塘,相继举办了数场聚焦集成电路产业的高峰论坛。透过这些高峰论坛,我们看到了长三角“芯”赛道的最新风向。

  “江浙沪”芯片产业有新趋势

  芯片是电子产品的核心,也是人工智能、6G、物联网等前沿应用的基础。去年,全球半导体市场规模超5700亿美元,中国是其中最大的芯片消耗国。

  纵观芯片产业链,设计、制造、封测是三个核心环节。近年来,随着智能手机的蓬勃发展,我国芯片设计水平进步最快,这一领域,华为海思一度排名世界靠前。

  相较于设计,芯片制造是短板所在,关键材料和设备受限、先进制程缺失、成熟制程产量不足,是目前遇到的主要难题。备受瞩目的光刻机就是关键设备的代表之一。以中芯国际、上海微电子等企业为代表,上海站在补短板的第一线。

  先进制程决定一枚芯片的性能,而先进封测要做的是将多枚芯片组合在一起,起到“1+1>2”的效果。这一环节,中国与世界先进水平的差距最小,一定程度上弥补了先进制程的落后。比如,前来钱塘参会的长电科技,已成为全球领先的芯片封测企业。

  这三个环节各有技术壁垒,即使是集成电路产业发源地美国,也无法独立完成芯片生产。此前,美国一度聚焦利润率较高的设计领域,但在近几年“回心转意”,大力引进台积电工厂,目的就是增强芯片制造能力,提升产业链的韧性。

  由此可见,拥有完整产业链,是当前诸多国家一致的梦想。长三角芯片产业链发展水平如何?数据显示,去年,长三角集成电路产业规模占全国60%,围绕上海这一核心,浙江也顺势驶上“快车道”。

  在这一工序复杂、分工明确的产业中,找准定位是关键。观察参加钱塘这些论坛的企业,不难发现,“制造看上海、封测看江苏、特色看浙江”的长三角集成电路产业创新生态正加速形成。

  根据《浙江省集成电路产业发展“十四五”规划》,浙江要建成“以高端芯片设计和特色工艺晶圆制造为引领的,具有国际影响力的产业集群”。

  去年,浙江省集成电路产业销售额突破2000亿元,其中,材料与设计占了“大头”,分别为销售额的41.40%与30.33%。

  与会专家坦言,中国集成电路的自主产业链正在形成,长三角一些局部的创新已日益成熟,对标国际先进水平仍然任重道远。

  各地都在积极破题。在钱塘区集成电路产业研讨会上,钱塘区副区长徐进定位了“钱塘芯”将重点发展芯片设计、半导体设备与半导体材料三大核心,提升发展特色晶圆制造与先进封测两大环节,瞄准创新的“深水区”。

  围绕这个方向,钱塘芯谷产业平台成立3年来,已集聚112家集成电路上下游企业。

  “杭州芯”从设计走向制造

  迈向“数字经济第一城”的杭州,被认为是一个“软强硬弱”的偏科生,在芯片领域就有生动体现,设计占据绝对“C位”。

  浙江省半导体行业协会报告显示,全省99%的设计企业分布在以杭州、绍兴、宁波、嘉兴为代表的杭州湾区域,其中,85%以上的设计企业和95%以上的设计业务收入集中在杭州。

  国内最早芯片设计公司之一的杭州国芯,2021年,其数字电视机顶盒芯片市场占有率已达全球第一。

  在这些老牌芯片设计企业带领下,杭州四分之三的芯片企业都在设计领域。今年以来,杭州集成电路设计销售额已达619.5亿元,排名全国第四,仅次于上海、北京、深圳。

  在长三角高歌猛进集成电路的征程中,不止设计,杭州又将芯片制造作为全新的突破口。

  在钱塘,2001年,杭州士兰微在当时的下沙建立起自己的芯片制造基地,这是国内第一条由民营资本投资建设的芯片制造生产线。时至今日,在集成电路制造领域,钱塘的比重已占据全省的25.1%。

  其中,芯片重要材料“大硅片”,就是钱塘的一张金名片。独角兽企业中欣晶圆已拥有2条成熟的12英寸大硅片生产线,公司副总经理孙顺华介绍,硅片尺寸越大,生产效率越高,12英寸大硅片是目前先进芯片的主流选择,中欣晶圆的2条12英寸产线年产量可达240万片。

  为何芯片制造能在钱塘发展起来?强大的工业底蕴是重要原因之一。就拿原材料来说,不少人戏称“芯片是沙子变来的”,但是从“沙子”中提炼硅元素,再到纯度99.99%的单晶硅,强大的化工基础必不可少。恰好,在钱塘的东部,坐落着一个国家级高新区——临江高科园。

  另外,留住人才对于芯片产业也尤为关键。数据显示,我国集成电路产业还有30万人才缺口。对此,钱塘区还专门制定了“集成电路产业人才评价政策”,允许企业进行自主人才认定。

  最近,中欣晶圆就有不少员工根据这项政策,申请到了人才共有产权房,首付比例最低可至9%。

  “以设计带动制造”,是《杭州市集成电路产业发展规划》的破题路径,摘掉“偏科”的帽子,钱塘有基础,更有使命。

  “中国芯”的未来在哪里

  在浙江大学先进集成电路制造技术研究所所长高大为看来,与人工智能结合,是中国芯片产业的未来。

  在各种功能的芯片中,有一批AI“专业户”。比如,在训练ChatGPT这类AI大模型时,英伟达的GPU是业界首选。今年二季度,在AI芯片的爆火中,英伟达拿下超110亿美元的芯片设计营收,较一季度增长68%,取代高通成为全球芯片设计界“老大”。

  都说人类进入了人工智能时代,芯片其实也一样。先进的芯片可以带来强大算力,支撑AI的发展,反过来,AI也可以反哺芯片生产。

  在钱塘举办的智能感知高质量发展大会上,高大为介绍了《Nature》上的一项最新研究——使用人工智能大模型帮助工程师开发芯片刻蚀工艺。

  结果显示,要想达成刻蚀目标,初级工程师需要实验190次,资深工程师需要实验105次,而资深工程师+AI的组合只用了52次。“节省一半的时间,也意味着节省一半的成本。在AI的辅助下,仅仅依赖‘老师傅经验’的时代或将一去不返。”高大为说。

  用好AI,是缩小中国“芯”与国际先进水平差距的好机会。大会上,不少企业分享了它们的探索。杭州广立微电子股份有限公司董事长郑勇军介绍,他们用AI检测晶圆是否合格,可以达到98%的准确率,不仅如此,AI还能进一步分析晶圆不合格的原因,甚至找出是哪一台设备出了问题。

  此外,长三角的高校也在发力。浙江大学先进集成电路制造技术研究所展示了他们的虚拟制造蓝图,提出要在“工艺-设计-试生产”的全流程中实现数字仿真先行。高大为说,他们的短期目标是节省20%的时间与成本,在他看来,这一数字有机会在未来达到50%。

  当然,AI并不万能,健康的生态才是芯片产业的源头活水,既要加强长三角地区企业的分工整合,也要在技术、人才、资本等方面积极开展国际合作。

  当地时间10月17日,美国商务部升级了AI芯片的对华出口禁令。有趣的是,就在禁令发布一天后,ASML公布最新财报:2023年三季度67亿欧元销售额中,有46%来自中国大陆。不难理解,全球芯片巨头的态度与美国政府截然不同。

  不久前的进博会上,英特尔、AMD、高通、ASML等全球芯片巨头扎堆亮相,多家企业提及了中国市场的机遇,尤其是新能源汽车的增长空间。在AI芯片禁令两个月后,美国的表述又变了,商务部长雷蒙多表示将允许英伟达有限度地向中国出售AI芯片。

  显然,全球半导体集成电路行业,从来都是在周期性震荡中不断成长,中国芯片发展道阻且长,相信伴随长三角集成电路产业一体化发展新格局的构建,它同样也充满希望和机遇。(潮新闻 记者 刘健 通讯员 汪亦阳)

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