2021年9月15-17日，“第三届世界新能源汽车大会”（WNEVC 2021）在海南省海口召开，由中国科协、海南省人民政府及中国科学技术协会、海南省人民政府、科学技术部、工业和信息化部、生态环境部、住房和城乡建设部、交通运输部、国家市场监督管理总局、国家能源局共同主办。
本次大会以“全面推进市场化、加速跨产业融合，携手实现碳中和”为主题，邀请全球各国政产学研各界代表展开研讨。其中，在9月15日举办的“车规级芯片技术突破与产业化发展”大会主题峰会上，浙江大学先进集成电路制造技术研究所副所长张睿发表精彩演讲。
张睿的主要观点如下：
1、我国在芯片制造成套工艺上面临卡脖子，国产汽车芯片发展的道路是艰巨而漫长的，不是三五年能够解决的问题，我们要勇敢的接受这种挑战；
2、浙江大学做了一个成套工艺研发平台，从事跟产业密切相关的工作，希望可以帮助我国突破产业链上的瓶颈，支持芯片行业发展。
以下内容为现场演讲实录：
在座的都是汽车行业的各位专家了，其实我对汽车行业不是非常了解，因为我是做集成电路制造方面，我可能从另外一个方面跟大家分享一下我对汽车芯片领域的一些感想，我的题目就是《汽车产业深刻变革对芯片的机遇和挑战》。从背景到机遇和挑战，最后有一个总结。
前言背景大家应该比我了解的更多，最近几年新能源汽车发展非常快，去年我们国家新能源汽车销量是超过136万辆，因为中国有政府的推动，包括碳中和和碳达峰等相关的政策支持。
美国是以传统的燃油车为主力的市场，在这样的市场里面新能源车的销量也是逐年上升，而且上升的非常快。市场发展的速度那么快，有技术方面的原因也有政策方面的原因，不管怎么样事实摆在这里，它对我们汽车芯片的发展带来了很大的机遇，在一个汽车里面芯片种类非常多，从最前面的车灯开始一直到最后面可能倒车要用摄像头，中间有上百种的电子设备都要用到芯片。
这些芯片所基于的内部半导体的结构或者器件的结构都有一些类似图像传感器之类的架构，燃油车到电动车的机制来看，从500多美元增长到纯电动汽车的将近800美元，同时加上我们新能源车销量在上升，我们面临的是非常有希望的市场。它的单价在上升，汽车产量也在不断的提升，我们面临什么样的问题需要去解决，所以这个是我们的第二部分的这种，是我们现在面临的挑战和怎样去解决这些问题。
首先从央视新闻上面截的一张图，去年年底的时候提到芯片荒的问题，影响到了汽车行业整体的发展，并不是说只影响到新能源的汽车，传统的燃油汽车也受到了影响，很多的芯片燃油车和新能源车是都要用到的。为什么会出现这样的问题，从芯片制造的角度来看，根本原因是供需不公平，一方面是疫情原因导致产能下降，对传统的芯片制造来说，消费电子的芯片利润比较高，很多厂商第一步都会先做这个，但是他们的投入能力不足，汽车行业出现了非常强劲的复苏，供应供不上，我们需求量一下暴涨的状态，这两个结合起来导致我们国家汽车芯片的短缺问题。
那问题就来了，说既然这样的话我们芯片能不能自己先供应，我们国家自己生产供应自己，因为对汽车芯片来说，它有一个传统的电子不一样的特点。首先市场的规模，或者利润的规模是比较小的，第二个汽车芯片的验证周期非常长，带来一些问题。如果做汽车芯片，除非有一个企业积累了先发优势，进入到芯片制造的行业里面，假如说他要做一个汽车芯片的制造，对他来说是一个出力不讨好的事情，他进入到这个市场要面临非常高的壁垒，这几个原因综合起来我们国家的芯片大部分还是进口，前装芯片超过5%，后装芯片超过80%都是来源于进口。这个里面我们也可以看到，国内进口了这么多，国际上份额就更少了，国际上大多数的汽车芯片供应商都是来自于日本、欧洲、美国，我们国家大概是3%多一点，那这样的话问题就来了，为什么我们国家能生产芯片，但是我们生产不了汽车芯片，尤其生产不了高附加值的芯片。
大家听到很多光刻机卡脖子这方面的问题，台积电目前最好的光刻机能做7纳米形成的光片，中间的一条线是Intel用的193I的光刻机，它生产的芯片跟台积电的技术水平相当，他们的芯片是非常类似的，也就是说单项设备并不是我们去开发芯片制造工艺的必须。那作为我们国家的情况来说，芯片制造就是中芯国际了，中心国际用的设备都是193的光刻机，中芯国际的14纳米比Intel的14纳米水平稍微的弱一点。这三个例子说明了一个问题，在今天的集成电路制造，单项技术突破的作用是非常有限的。
这也回答了我们一个问题，能不能通过买先进设备的方法去解决我们国家没有办法生产汽车芯片的痛点，第二个例子我们做不了先进的节点，成熟的节点能不能做，55纳米节点我们可以做的。比如说MCU，如果从技术节点上面来看，MCU产品种类的80%都是从55节点，55纳米节点具有这样的功能，我们具有这样的能力，我们需要大多数的MCU全部进口，80%的都是超过进口的，主要通过5家公司，比如说瑞萨、英飞凌等这些公司来进口。我们有了这样的工艺能力为什么大家还不用，在成熟的技术节点上仍然采用国外的技术，为什么会出现这样的情况。
实际上我们可以看这样的一幅图，都是55纳米节点，55和55是不一样的，左边这个图是举了一个Nosfet这边做的对比，我们国家好的水平和国际的先进水平一对比，我们国家生产的芯片功耗就会比国外进口的高55%，在同样的功耗情况下我们国家生产的芯片性能比国际上进口的芯片低8%，这样的问题其实就是说，我们芯片制造的成套工艺跟国外有一定的差距，这个工艺能力能达到的效果还是弱于一些国外的先进水平，这个导致了我们国家生产的芯片比较难形成市场优势。
我们往往把芯片制造简单的划分成设计、制作、封测这三个阶段，设计制造不光是这三个阶段，围绕这三个阶段需要有很多的支撑行业或者支撑企业去供给这些芯片制造企业，包含了一些原材料的企业，芯片制造需要硅片，需要光刻，需要化学气体等，需要各种各样的设备，包括工艺的设备和检测的设备，在这个里面可能是大家熟悉的卡脖子情况。
另外包括高精度的光刻胶和光刻板我们国家没有办法生产，包括检测设备比如说测量膜的厚度这些都是我们国家短缺的东西，汽车芯片制造面临的一些困难，这个原因并不是说我们芯片制造本身的问题，芯片制造领域的竞争实际上是全产业链的竞争，而不是某一个方面的竞争。我们目前芯片制造面临的问题，恰恰说明了我们在全产业链上面都需要进步，如果最后形成汽车芯片产品的话，把薄膜、光刻机这些东西集合起来，但是这中间是非常庞大的技术工程，这些设备要进行验证，每一种不同的方法都会反映到芯片性能上去。
往后就是关键工艺的开发和关键工艺的整合，最后通过工艺参数的优化，提升芯片的利用率，整套下来叫芯片制造成套工艺，要想提升芯片制造产业，或者这个行业的水平我们一定要努力创造。
我们最大的机遇是物理上面的一个机遇，摩尔定律很有名了，由于物理上面的一些限制，比如说各种各样的物理上面的效应，摩尔效应的演进的速度变慢的，2020年之前每一代的技术性能提升50%，实际上到了今天尤其是最近5年，每一代技术性能的提升只有3.5%，意味着智能的提升非常有限，摩尔效应给我们带来的是，我们有更长的时间进行技术追赶，技术追赶的过程当中我们有面临的成本和技术本身的问题，如果突破这两方面的限制我们就有可能追上去。
另外一个机遇需要从我们国家实际的情况来出发，我们需要去冲击更先进的制造工艺，我们也要看到更多的产品都需要最先进的14纳米的节点工艺或者10纳米的节点工艺，这个是我们总结的龙头企业的占比，它营收的占比超过了80%。意味着我们想在中国做芯片制造的话，我们重点肯定是在55纳米以上的节点，当然55纳米节点还有技术方面的优势，它的产品线非常多，它的寿命非常长，或者它的售价非常高。我们将来想要进一步突破卡脖子的限制，需要聚焦比较容易国产化的节点，我们的芯片制造产业发展的优选方案，一定是相对成熟的节点出发去开发一些产业技术。
当然在产业技术开发的过程中也有一些特点，技术发展可能是一个原型技术，学校或者科研院所做的比较多，它是无边界的创新，就是说方向性并不明确，在创新过程中是按照自己的兴趣来做。另外一方面是以产品为导向，主要是企业为主导的创新，是以市场需求为目标的，在这个方面目标就很明确，它一定说我做出来的产品要能卖钱的，不能卖钱的话这些技术交给前沿技术去做而不是他的任务。
但是在前沿技术和产业技术中间，还有部分技术归类为产业技术，它还没有到达产业化的成熟度，这一步在我们目前的产业开发流程当中是一块空白，所以要有政府、学校、企业去做前沿技术研发。
这样的平台不是我们国家独创，在国际上有非常多的成功经验。一个是IMEC, 还有一个是美国的DARPA，无论以谁为基础，效果其实都是类似的进行一些产权技术的研发，一边吸收前沿技术，把前沿技术向工业界转移。
基于这样的考虑，我们在浙江大学做了一个成套工艺的研发平台，基于这个研发平台成立了集成电路产业联盟。为什么基于这个平台成为一个产业联盟，是希望这个平台是完全中立性的，这个技术全国所有的企业都可以用，没有排他性，我研发出来的技术保持自己的先进性，而把其他人排在外面，他不是这种方式。基于这样的中立性平台，我们成立了产业联盟，现在有很多的联盟会员，这个联盟大概在一个月以前的8月10号左右成立的。
通过这样的平台进行成套工艺的研发，利用这些成套工艺去支持各种各样的应用场景，比如说像图像处理、AI、存储器等等，支持各样的产品线，通过产品线的支持进一步的支持每个企业。当然这个联盟是从浙江企业起来的，我们想的第一步是支持浙江本省的企业，还希望能够涉及到全球的集成电路企业。
如果是半导体企业的话，我们需要招聘一个人，他的工资可能涨了一倍不止。为什么出现这样的情况，是因为我们国家的人才缺口比较大，将近50万左右，肯定得有一个地方能培养出来这么多的人，我们也希望利用这样的CMOS工艺平台去满足新体制下的人才培养。平台自身是可以进行产业技术的研发，另外一方面基于这个平台也可以探索新型的教育，也是新型的人才培养的意义。
他在这个平台上面从事的是跟产业密切相关的工作，最后我们还是希望通过这样的平台在研发技术和培养人才的同时，可以帮助我国突破产业链上的瓶颈，支持芯片行业发展。
这个平台在杭州钱塘江边上，我们建立了一年半的时间，今年6月份主体已经封顶了，目前基建部分基本上结束了，设备11月份会搬进去，设备搬进去之后把工艺跑通，然后再说产品的相关情况。
最后做一个简单的总结，首先我们认为国产汽车芯片发展的道路是艰巨而漫长的，不是三五年能够解决的问题，虽然他的发展之路漫长，但并不意味着我们不做，我们还是要勇敢的接受这样的挑战。
在现在的时代大背景下，虽然我们有挑战，但是我们也有机遇，很多的行业处在高速增长的情况下，如果和高速增长的行业结合起来，我认为芯片产业还是有比较好的发展前景。
汽车芯片具有特殊性，想切入汽车芯片的这个行业的话，很多的企业和创业创新公司有一定的难度，如果要想推动汽车芯片发展的话，我们不可避免的需要行政力量和国家支持才能达到这样的目的。
最后我们也希望能够成功的打造一个我们中国的科技战略力量，谢谢大家。
