IC技术面临转型：创新中心提供推动力

张卫

国家集成电路创新中心依托联盟开展与集成电路产业界的广泛合作，聚集高端国际人才团队，围绕集成电路制造业先进节点开展共性技术研发，实现器件结构创新和工艺创新；开展系统集成中的共性技术研发；研发功能器件，为智能制造应用创新提供支撑；形成大量原创技术。中心发挥联盟单位各自优势，整合相关资源，探索研发机制和模式创新。

集成电路产业是信息技術产业的核心，是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业，是提升我国工业技术水平、实现信息化带动工业化和工业转型升级根本。

我国IC产业面临重要战略机遇期

目前，全球集成电路产业呈现出几个特点：布局不断变化，加速向发展中国家转移。全球范围内大规模的产业转移为中国集成电路产业承接转移、扩大产业规模提供了良好的机遇，产业分工的不断细化也为我国集成电路产业切入全球产业价值链提供了契机。

全球半导体销售和投资进入新一轮高增长期。在通信（5G及更高世代）、物联网、移动终端、汽车和机器人、人工智能、增强现实和虚拟现实等多个应用领域的带动下，全球半导体营收在2017年超过4000亿美元，这是史无前例的。市场对芯片的需求量很大，以存储器价格的快速、大幅上涨为主要标志，市场竞争十分激烈。这些因素刺激了集成电路投资增长，许多企业将前所未有地投入用于新建晶圆厂和晶圆制造设备。

以中国市场为核心的亚太地区（除日本外）已成为全球最庞大的集成电路消费市场。中国作为全球电子信息产品最主要的制造国，中国市场在全球的占比将进一步提升。CCID分析报告显示，2017年中国集成电路产品市场为12950.1亿元，同比增长8.0%，占世界集成电路产品市场62.9%的份额。随着国内集成电路市场的快速增长，其全球地位也在快速提升。据WSTS分析，2017年亚太地区（除日本外）仍保持稳定增长，市场规模达2078亿美元，中国在全球半导体市场的消费比重将逐渐加大。中国市场对集成电路产品的需求呈现高、中、低档产品多代共存的特点，产品的生命周期也比发达国家略长。

但是，我国集成电路发展的同时也存在两大突出问题。首先，核心芯片大量依赖进口：2017年我国集成电路进口额达2601亿美元，随着国内市场不断扩大，目前供给严重不足；高度依赖进口，中低端芯片对外依存度达80%，高端芯片对外依存度超90%。其次，集成电路制造业能力不足，缺少核心技术。制造业整体实力不足，工艺技术落后于国际先进水平两代左右，缺少核心竞争力，暴露出我国在芯片核心技术上受制于人的尴尬局面。所以“核心技术是国之重器。在别人的墙基上砌房子，再大再漂亮也可能经不起风雨，甚至会不堪一击”。

可以看出，在当前和今后一个时期是我国集成电路产业发展的重要战略机遇期和攻坚期。

展望未来，集成电路技术面临重大转型，3～5nm工艺很可能不再使用FinFET结构而是新结构的晶体管，我们应当抓住技术变革的重大机遇，建设国家集成电路创新中心，开展共性技术研发。

创新中心建设背景与过程

基于上述客观环境和集成电路发展趋势，为了推动我国集成电路相关领域核心技术的发展，国家集成电路创新中心的建设就非常有必要。2018年2月8日，上海市经济和信息化委员会正式发文，依托上海集成电路制造创新中心有限公司建设上海市集成电路制造业创新中心。2018年5月23日，工业和信息化部组织召开国家集成电路创新中心建设方案专家论证会，一致同意通过国家集成电路创新中心建设方案的论证。2018年6月4日，工业和信息化部正式批复上海市集成电路制造业创新中心升级为国家集成电路创新中心。2018年7月3日，国家集成电路创新中心在上海正式启动建设，工业和信息化部副部长罗文，上海市委常委、常务副市长周波为创新中心揭牌。

组织模式

参照工业和信息化部提出的符合国家创新中心建设领域总体布局要求、面向制造业创新发展重大需求等12项条件，针对国家制造业创新中心建设领域总体布局“集成电路先进工艺”板块，由复旦大学、中芯国际和华虹集团共同出资组建上海集成电路制造创新中心有限公司。这是一个按公司法组建的、市场化运行的实体公司。

集成电路制造业创新中心涵盖了3个国家级创新平台，包括“专用集成电路与系统国家重点实验室”，国家发改委认定“上海集成电路研发中心”，以及由上海市、浙江省和江苏省共同发起成立，复旦大学牵头的“长三角集成电路设计与制造协同创新中心”。

集成电路创新中心依托“中国集成电路产业技术创新战略联盟”和“中国高端芯片联盟”。通过联盟，开展与集成电路产业界的广泛合作，聚集高端国际人才团队，形成大量原创技术。发挥联盟单位各自优势，整合相关资源，探索研发机制和模式创新。同时借鉴国际上类似研发机构管理模式，充分发挥我国特色的政、产、学、研、金、用协同决策的科学性，控制风险。

根据工业和信息化部、国家发改委、科技部、财政部四部委联合发布的《制造业创新中心建设工程实施指南（2016-2020）》指出的 “创新中心的组织结构由参与创建的各成员单位协商决定，采取企业法人等形式”的要求，“国家集成电路创新中心”将是一个按照公司法组建的股份制有限公司，是独立于股东公司之外的法律关系主体。创新中心的组建方式：将以股东单位为主体、以行业骨干企业、国内高校科研机构为合作和参与单位，吸纳政府资金、产业基金、企业、高校、科研院所及社会资本增资扩股，完善股权结构和法人治理结构，保障创新中心的独立性、实体性和中立性。集中产业界优势力量，完善集成电路产业链上下游协同机制，提高创新中心的可持续发展能力。

集成电路创新中心集合国内产、学、研、用的优势力量，推动中国集成电路制造业迈入国际第一梯队。因此，产业链上下游的企业、高校和科研院所都能够参与集成电路创新中心的研发任务，获得集成电路创新中心的研发成果。成员单位分为四个类型：（1）股东单位：直接投资。（2）合作单位：合作开发，提供技术、人员、设备、场地等。（3）参与单位：参与开发。（4）用户单位：购买产品。

同时在联盟的指导下，通过联盟协调各方资源，探索产、学、研、用深度融合的机制，推动集成电路创新中心建设，促进关键共性技术的应用。联盟建立了完善的产业生态体系，有利于推进共性技术的规模化应用；联盟汇聚了国内IC业界众多资源，能够为集成电路创新中心发展规划、技术选择等提供战略性的指导。

集成电路创新中心人员组成：集成电路创新中心是一个以技术研发为核心业务的企业，技术人员必然是企业的生命力，在资金使用上会尽量降低管理成本，更高效地利用政府和企业共同投入的资金。集成电路创新中心的人员构成主要来源于三个渠道：社会招聘、单位输出以及单位派驻。

项目申请与技术进展

创新中心申请并中标了2018年工业和信息化部工业转型升级资金项目。项目围绕支撑集成电路产业规模化增长，围绕提升我国集成电路制造业共性技术创新能力，服务产业链上下游企业，支撑成套装备和材料的产业化验证的发展目标。

创新中心研究集中在集成电路关键共性技术的攻克和创新技术的研发。代表性进展有：（1）把半浮柵晶体管与二维材料相结合，提出和论证了一种新型存储器芯片，既有动态随机存储器（DRAM）的纳秒级速度，同时又具有非挥发存储器（Flash）的特点，称为第三类存储器。相关成果以长文形式在线发表于《自然·纳米技术》，题为《用于准非易失应用的范德瓦尔斯结构半浮栅存储》。（2）用原子层淀积（ALD）技术，实现了高质量、层数可控、大面积均匀且稳定p型掺杂的二维原子晶体，为制备基于二维原子晶体的新型微电子器件打下良好的基础。

发展目标

中心目标建设具有独立性、开放性、实体性的集成电路共性技术的研发平台。围绕集成电路制造业先进节点开展共性技术研发，实现器件结构创新和工艺创新；开展系统集成中的共性技术研发；研发功能器件，为智能制造应用创新提供支撑。解决我国集成电路主流技术方向选择和可靠技术来源问题，为产业技术升级、未来大生产线建设提供技术支撑和知识产权保护。建成具有全球影响力的集成电路创新中心，成为全球集成电路产业发展的创新机构和技术源泉。

以国家创新中心建设为引领，持续、加大集成电路共性技术研发投入。依托集成电路国家创新中心，牵头组织重大科技研发项目，组织资源攻克共性技术难点与痛点，为高端核心芯片开发和自主制造提供技术来源，为我国集成电路产业技术提升提供服务。缩小我国与世界最先进水平集成电路技术的差距，开发具有自主知识产权的工艺模块和成套工艺。