【电子与信息工程学院宣】(肖佳乐/文 郑陈易/图)近年,随着5G、6G、智能汽车等行业的发展,智能应用对芯片的速度、可靠性、稳定性等都提出了新的需求,带动半导体整个产业链的改变,包括半导体器件、制造工艺以及测试领域。且在中美贸易摩擦的现实背景下,实现集成电路产业独立自主的重要性愈发凸显。
鉴于此,今年暑假,哈尔滨工业大学(深圳)电子与信息工程学院 “聚焦半导体,护好中国芯”实践团走进中国电子信息产业集团、中兴微电子、比亚迪半导体、方正微电子四家半导体上下游企业开展实地调研,旨在深入芯片产业前沿,摸清芯片产业发展现状,从而为国家芯片产业实现“破局”的关键提出自己的见解,同时通过对技术人员为主的采访调研,深入了解芯片的发展历程和发展中存在的问题,探索人才培养新模式,从而努力将自己打造成能解缺“芯”之忧的关键人才。
芯片技术日出新,专家访谈指迷津
由于半导体行业革新速度快,生产环节多,技术难度大。对于大一的实践成员来说有着不小的知识壁垒。在进行企业走访调研之前,实践团先进行了对校内从事半导体相关研究的专家教授的访谈,从而从总体上了解半导体行业相关知识,为下面走进企业实地调研打下基础。
图 1-对王明江教授的采访
图 2-对徐科教授的采访
实践验真知
对我国半导体产业技术与发展现状有了一个整体的了解之后,实践团开始了对上述四家企业的走访调研。
“大雪压青松,青松挺且直”——中兴微电子
图 3-中兴技术总监向成员介绍5G通讯芯片先进技术
图 4-中兴微电子资深IC/SOC交付经理邹飞的座谈讲话
经过与专家的座谈,组内成员了解到在18年美国发起对中兴的无端制裁之后,中兴的主要经营业务几乎无法进行。原因在于中兴进行日常业务所需核心半导体元件很多都由美国供应商提供,美国毫无预兆的单方面制裁导致中兴出现了芯片荒,中兴通讯2018年第一季度损失超过54亿元。经此次制裁之后,中兴持续加大研发力度,坚持核心技术自主化,降低核心业务对外依赖度。中兴通讯2021年研发投入高达188.04亿元,占到营收比重的16.42%。经过多年的沉淀,中兴通讯在5G通讯技术重回第一梯队,在系统侧芯片甚至达到全球领先,打了一场漂亮的“翻身仗”。这也让组员们深刻地认识到核心技术只有掌握在自己的手中才能时刻拥有主动权,不受制于人。
“欲穷千里目,更上一层楼”——比亚迪半导体
图 5-比亚迪技术人员对IGBT(功率半导体)的介绍
经过此次实践,组内成员了解到比亚迪早在2005年就开始布局芯片领域,经过将近20年的技术积累,比亚迪的车规级半导体技术在全球范围内已经拥有相当的话语权。这也是为何在中美贸易摩擦中,美国挥舞的制裁大棒并没有带给比亚迪显著影响,新能源汽车出货量甚至一度超越特斯拉。
车规级半导体不需要过分追求尺寸,所以也不需要极为先进的工艺制程。因此比亚迪的芯片生产代工也在自家的生产线上进行,具有高度的自主性。集设计、制造为一体,比亚迪是国内率先拥有IGBT(功率半导体)全产业链的企业。此外,比亚迪在照明、热管理、电控、充电等系统侧芯片方面也有着显著的技术领先优势。在比亚迪销量超过特斯拉的背后,有坚实的新能源整车技术作为支撑。
“勇赴国之所需”——中国电子信息产业集团有限公司
图 7-CEC中国电子座谈会
图 8-中国电子人才发展处业务主管都匀谈核“芯”人才
在走访的众多企业中,中国电子与众不同。中国电子是最大的国有IT中央企业,有着与私企不同的国企担当。
国企的侧重点更多的在于“关后门”、“堵漏洞”。即保证在外国对我国民营企业发动制裁,禁止国外部分技术对华输送的时候,国企能顶得上。中国电子着眼于我国最薄弱的领域,由于薄弱领域技术都有着攻关难度大,效益回复慢,投资风险高的特点,这些领域通常是私有企业无所踏足的。同时,中国电子还承担着搭建行业健康生态的责任,即先把“大树”长起来(详见中国电子座谈环节的第二个问题),带领着众多民企向前发展。身兼重任的中国电子近年来成功构建了兼容移动生态、与国际主流架构比肩的安全先进绿色的“PKS”自主计算体系(计算机软硬件中国框架)和最具活力与朝气的应用生态与产业共同体。
座谈会上,中国电子人力发展处都匀主管鼓励同学们抓住在哈工大宝贵的学习时光,珍惜校内顶尖的师资力量和实验平台,打好学科基础,拓宽知识视野,努力将自己打造成为半导体行业稀缺人才。
“长风破浪会有时”——方正微电子
图 9-方正微电子副总裁谭晓渊介绍硅基半导体制造技术
图 10-实践团成员透过显微镜观察芯片晶体管结构
成员走访的最后一站是第三代半导体技术的代表企业——方正微电子。
在2018年中兴遭受美国制裁后,我国暴露出的另一个突出问题就是芯片的代工制造。由于台积电迫于美国压力不再为中兴代工芯片,而国内又没有可供替代的先进制程代工厂,是中兴陷入“芯片”荒的重要原因之一,而方正微电子正是半导体代工技术的代表企业。
小组成员了解到,方正微电子深耕第三代半导体制造技术,是一家Foundry-Fabless企业,即专门负责芯片的生产与制造。第三代半导体技术主要聚焦在氮化镓等非传统硅基芯片领域,方正微电子在此领域已经取得了不小的发展成就,部分技术已经与国际接轨,目前正继续努力为深圳打造成我国集成电路产业发展第三极贡献力量。
经过此次实践,小组成员深刻地认识到了我国半导体产业水平受制于国外的痛点所在,了解了我国半导体产业未来发展的具体方向。同时深刻体会了不同单位的用人导向。各大企业的技术专家均鼓励大家从现在开始抓住哈工大宝贵的学习资源打好学科基础,同时耐得住性子,多做知识经验积累,才能更有希望地成为助力我国半导体产业发展的核心人才。(审核人:黄小琼)