中国半导体产业的“痛点”主要在于对EDA工具和IP、半导体设备和材料的依赖、巨大的技术差距以及领军人才的匮乏。因此，我们必须保持警惕。只要这些“痛点”持续存在，产业发展的“命脉”就掌握在他人手中，并必然会遭受各种压制。

在中国半导体产业发展过程中，对大量设备进口的依赖一直是个令人担忧的问题。美国经常以此要挟我们。然而，半导体设备和材料行业的突破虽然困难重重，却也刻不容缓。显然，解决这些“痛点”并非一朝一夕之功，难度极大，因为这相当于在短时间内挑战西方近百年来积累的产业基础。

第一印象

从芯片制造行业的角度来看，存在一个“第一印象”问题。众所周知，“设备、工艺、设备三者相互依存”。这意味着设备、工艺和设备之间存在着相互依存的关系。只要拥有先进的半导体制造设备，就能实现器件的大规模生产。设备的大规模生产就像一台“印钞机”。每颗铸造的硅芯片售价高达1,000-2,000美元（8英寸长）甚至更高。生产线的月产能可达20,000万至100,000万片。因此，合格芯片的产值非常高。其中，半导体设备的稳定运行是确保这一点的根本所在。业内人士曾打比方说，只要有钱购买半导体设备，就能生产出设备。这说明半导体器件的强大威力是不可或缺的。


从技术角度来看，一旦器件的制造工艺确定，相应的半导体设备也就固定下来了。即使都称为PVD工艺，也不能互相替代，否则就必须重新调整工艺，而且会影响设备的可靠性。因此，芯片制造商选择工艺设备必须与其工艺技术的来源保持一致。例如，如果联电（UMC）从IBM采购铜互连技术，那么联电采购的设备必须与IBM的设备同步，包括设备的品牌、型号以及具体细节。然而，中国芯片制造业起步较晚。例如，中芯国际（SMIC）在开始研发工艺技术时，从日本引进了一些技术。当时，在研发自身工艺技术时，几乎所有设备都采用了美国和日本的设备，这导致中国也使用了这些设备。生产线上的进口设备是“同类首创”，因此国产设备几乎没有试错的机会。


除非中国芯片厂商从器件工艺开发阶段就直接采用国产设备，否则这类设备将大量使用国产设备。但紧接着又出现了另一个问题。在这个阶段，国产设备的性能必须满足基本要求，并且国内芯片厂商之间也必须有足够的信任。在实际情况中，由于国产设备研发投入有限，缺乏试错机会，如果存在如此明显或实际存在的问题，芯片厂商不太可能在已经量产的生产线上，帮助国产设备绕过耗时耗力的试错过程。从这个角度来看，这种做法并不科学。因此，随着时间的推移，这个复杂的问题依然存在。只要进口设备仍然可行，国产半导体设备的发展机会就不会太多。这就是目前国产设备面临的现状。

半导体设备和工艺集成

20世纪80年代，采购的半导体设备（例如蚀刻机）仅负责设备的硬件功能，例如蚀刻速率和蚀刻均匀性。客户购买设备后，必须自行开发工艺技术以满足批量生产的需求。因此，问题十分严重，因为客户几乎不可能在没有设备制造商合作的情况下独立开发工艺技术，这往往会延缓设备的批量生产。


随着半导体产业发展，对设备和技术集成的需求不断增长，设备行业迈出了艰难的第一步。他们开始研究和开发将这一工艺应用于器件的方法。众所周知，这两个领域需要不同的人才。同时，必须建立工艺测试线。然而，从设备采购到测试线的运行和维护，工艺测试线都需要持续投入。这些方面的成本很高，但设备制造商最终克服了重重困难。如今销售的设备是特定工艺的实现，可立即应用于客户的生产线，贯穿整个芯片生产线。薄膜技术的成功确保了半导体设备的价值从每台几十万美元增长到数百万美元甚至更高，这充分体现了其价值。这也反映了半导体设备行业的跨国成功。

试错的机会

半导体设备的研发过程必须从原型开始，经过反复修改后，最终才能成为上市产品。与任何新产品一样，这需要一个反复试验的过程，因为初始原型必然存在较多缺陷。撇开传统设备的最低要求不谈，其平均故障间隔时间（MTBF）超过200天，因此需要不断试验。问题被发现后，我们进行了多次改进，以满足工厂对设备的要求。


但提供试错机会的问题更为复杂，涉及到设备制造商和芯片制造商各自的利益。


从国内设备制造商的角度来看，有两个要求：第一，是行业现状。设备制造商仍然无法建立自己的工艺测试线，缺乏半导体工艺能力和人才。第二，是支持和信任器件国产化，给予足够的机会。

然而，从芯片制造商的角度来看，一方面，提供的样机设备必须首先达到接近可用的状态；另一方面，设备的调试需要大量的人力、财力和物力。成本很高，芯片制造商不应该接受。

这种矛盾在国外可以得到解决。通常，大型设备制造商会自行搭建部分工艺测试线。这有两个作用：一是客户可以使用他们提供的中间工艺硅片来实现下一工艺并验证器件；二是满足实际应用需求，例如介质蚀刻需要达到1:100的纵横比，以及需要另一台自研设备进行反复试验等。国外客户的设备订购流程往往取决于特定类型设备的工艺实现情况。因此，设备制造商有必要建立自己的部分工艺测试线。


如今，家用电器技术已经取得了长足进步，至少在光伏和LED等行业已得到充分验证。然而，集成电路器件的国产化程度仍然不足，但质量已有所提高。


因此，为了解决试错机会不足的问题，可能需要建立一条主要由国家资金支持的工艺测试线，使国产半导体设备、材料等先通过该测试线的资质认证，才能进入合格的芯片生产线。只有这样，才能将批量生产的评估结果纳入芯片生产线的设备采购顺序中。


显然，需要探究这条工艺测试线的运行模式，为什么它不能长时间保持稳定运行，而必须不断改进和持续提升。

加快本地化

现阶段，中国半导体产业的发展主要依赖进口设备和材料，目前仍在继续，而且发展势头良好。然而，美国继续利用“实体清单”和“瓦塞纳尔条约”控制出口，这给中国半导体产业的发展设置了制衡机制。这给我们敲响了警钟：其他国家无法自我约束。



从中国半导体产业的发展来看，只要进口设备能够持续发展，该行业或许仍会维持现状。像任正非这样具有远见卓识和危机意识的人寥寥无几。因为“胆识”固然重要，但实力更为关键。此外，中国集成电路进口量的逐年增长也反映出，中国离不开全球化的支持。

因为对于中国芯片制造商而言，他们习惯于使用相对容易操作的进口设备型号。一些设备制造商也意识到了这种差距，并认为维持现状会更加持久，这将有助于他们迎头赶上。相反，随着国产化进程的推进，设备制造商面临的压力将会更大。


因此，维持现状、谨慎对待设备国产化或许是现阶段的主流思维。我认为，只有当美国出口政策收紧、国内芯片生产线感受到压力，设备国产化成为议程上的重要议题时，整个行业才会真正感受到紧迫感。这或许是一种维持现状、思维僵化的局面。因此，在这个千载难逢的机遇面前，我们必须牢牢把握。


面对产业发展中的“痛点”，没有退缩或侥幸可言，只有勇敢面对。虽然困难重重，涉及产业基础等基础性问题，但必须从零开始，有计划地招募国内优秀人才，才能克服困难。


因此，首先，我们绝不能失去信心。我们必须对自身的能力充满信心。中国的半导体产业处于一个特殊的环境中，既有自身的优势也有劣势。其优势在于国家资金和庞大的中国市场的支持。此外，在危机时刻，中国能够团结一致，意志坚定。劣势在于，西方一直未能理解这一点，并且非常担心中国半导体产业的实力会超越他们。因此，他们竭尽所能地打压中国半导体产业的发展，阻止我们参与全球化进程。


我们必须认识到，全球化和本土化是两条不同的道路，对中国半导体产业现阶段的发展至关重要。我们的政策是充分利用全球化，同时绝不放弃本土化。虽然本土化困难重重、成本高昂，但却是提升竞争力的有效途径之一。显然，我们必须充满信心。我相信，中国半导体产业能够通过部分本土化努力克服各种困难和障碍，打破西方的禁令。中国半导体产业发展的“机遇”在于它必须觉醒的那一刻。

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