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标题: [转载] 院士谈“芯
发信站: 哈工大紫丁香 (Tue Apr 27 17:32:24 2004), 站内信件

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【原文由 Lerry 所发表】

院士谈“芯
dom 发表于IC设计 2001-2-23 11:22:00
院士谈“芯”
　　特邀嘉宾：中国科学院院士、北京大学微电子研究所所长王阳元教授　博士生导师

　　特邀嘉宾：清华大学微电子研究所副所长王志华教授
　　钱学森曾经说过：“６０年代，我们抓两弹一星，是一得；７０年代没有抓微电子
是一失。”
　　去年年末，投资４６亿美元的四条芯片生产线分别在上海和北京投产。
　　按照北京市的规划，未来１０年，还将投资建设２０条左右的集成电路生产线，打
造中国“芯”。
　　在圆强国梦的同时，我国的芯片生产会不会跟在发达国家后面亦步亦趋，望尘莫及
？会不会出现低水平重复建设？芯片产业会不会带来严重的环境问题？
　　背景资料：微电子产业的“强国梦”
　　如果说钢铁是传统工业的“粮食”，那么作为信息技术和电子产品核心的芯片，就
是信息产业的“粮食”。芯片制造厂有两种类型，一类是大批量生产通用主要指ＣＰＵ
和存储器或专用标准电路如彩电电路、通讯电路为路由器等另一类则是芯片加工服务厂
ＦＯＵＮＤＡＲＹ，以大量的无生产线的设计公司为客户。
　　微电子芯片的原料是地球上除氧以外最丰富的元素——硅。原始硅材料——硅石ｓ
ｉｌｉｃａ，肉眼看上去，没有一点显眼的地方，但经过人们的设计和一系列特定的工
艺技术加工创造，能将体现信息采集、加工运算、传输、存储和随动执行功能的信息系
统集成并固化在硅芯片上，从而成为各种产业信息化的基础，价值千金。
　　２１世纪，微电子技术仍将以硅技术为主流。即使微电子产业将于２０３０年左右
步入像汽车工业、航空工业这样的比较成熟的朝阳工业阶段。它仍将持续地发展，就像
汽车、航空工业到２０３０年时已经发展了近百年，仍将极具发展潜力一样。
　　我国集成电路产业起步于１９６５年。从８０年代开始，国家先后在无锡和上海建
设自己的芯片研发和生产基地。然而传统的国有投资体制跟不上变幻莫测的世界半导体
市场形势。我国从１９８０年到１９９９年，对集成电路产业的总投入也不过２５７亿
元，这当中还包括１２６亿元的外资投入。
　　与内地一开始就追求自主开发通用电路不同，台湾省芯片产业走出了代工ＯＥＭ的

成功之路，１９９９年台湾“９．２１大地震”既凸显了台湾芯片业对全球ＩＴ产业的

重要影响，台湾本岛投资环境日益恶化，原本是台湾产业重心的芯片制造业开始外移，
其中一个重要的去向就是中国内地。
　　尽管制造业向发展中国家转移，但２０００年中国集成电路产业在全球只占１％的
份额，即使“十五”期间各地计划的项目都能如期实施，到２００５年也顶多占到２％
～３％，到２０１０　年也至多占５％。对低起点增长的中国来说，要成为全球集成电
路制造的基地，路程还很长。
　　中国目前所需的大量集成电路及微电子组件依赖进口，这不仅使得中国信息产业的
层次难以大幅提升，对于信息安全也构成了一定的威胁。仅北京市一地，今年集成电路
进口额就将达到十亿美元以上。若国防电子产品源头过分依赖于国外，则对于中国的国
防现代化也会造成负面影响。
　　中国信息产业部一些官员指出，芯片产业的滞后已经成为制约中国信息产业发展的
最重要的瓶颈。专家们认为，中国集成电路市场是一个巨大的、潜在的、快速增长的市
场。目前国内许多成熟的市场却已被国外大公司以成熟的技术和成熟的产品所瓜分和占
领，即使是整机占优势的方面，如ＣＴＶ、ＶＣＤ和通信电路，更不用说ＰＣ机，其电
路都是国外的。这种情况不应再继续下去。
　　在２０１０年前后，我国将是世界上最大的集成电路消费市场之一。据不完全统计
，１９９７　年我国集成电路消耗量已超过１００亿块，销售额超过４０亿美元约占世
界集成电路市场销售总额的约３％。以此为基数则２０１０年我国集成电路总销售额
将达到　９３２亿美元，约占当时世界集成电路销售总额的１０．４％。这就是说全世
界每生产８～１０元集成电路，就有１元将用在中国。
　　国家安全系于小小芯片，微电子可抵百万雄师
　　主持人：钱学森教授谈到微电子时曾说：“６０年代，我们抓两弹一星，是一得；
７０年代没有抓微电子是一失。”为什么微电子，或者说芯片和两弹一星同样重要？
　　王志华：在现代战争中，打的就是芯片。海湾战争就最说明问题了。芯片上如果落
后，纵有百万雄师，也等于赤手空拳。世界微电子产业最先在美国起步，从一开始就受
到军方的重视。６０年代初，美国将微电子产品的８０－９０％用于军事，发展“民兵
”导弹、阿波罗导航计算机以及Ｗ２Ｆ作战飞机数据处理器三大工程，微电子产业也因
此而迅速发展。７０年代以后，美国微电子产业才步入从军用向民用过渡的时期。美国
正是因为有了先进的微电子产业及其在军事上的应用，才使它拥有当代世界上先进的武
器及军事系统。据有关统计，按成本比例计算，以微电子为核心的电子设备，在现代化
作战系统中已占了相当大的比重。例如：军舰为２２％、战车为２４％、飞机为３３％
、导弹为４５％、航天器则到达６６％。这是按照成本计算。而按照重要性来计算，芯
片的地位就更重了。一个又聋又瞎的人，即使拿着机关枪，又有多大的威胁呢？芯片就
是现代武器的眼睛和耳朵。
　　主持人：大概在十年前，有一家日本企业曾经试图收购美国一家半导体公司的关键
生产设备，美国朝野把这一行动理解为“对美国国家安全的威胁”。他们担心会丧失在
全球芯片制造业的霸主地位。既然芯片是国际市场上的一般商品，我们花钱就可以买到
了，芯片产业发展的迫切性何在呢？
　　王阳元：由于集成电路芯片的商品性，我们总是可以买到相当一部分我们需要的芯
片，这容易使我们产生幻觉似乎强国之愿或许可以建立在他人集成电路芯片基础上！随
着国际形势的张弛，发展自己的微电子产业的决心也随之涨落。这是我们应该极力避免
的错误认识。特别是科索沃战争中，美国巡航导弹击中我驻南大使馆，使我们清醒了很
多。当时举国上下都意识到：“落后就要挨打”。这里说的落后，很大一部分就是指武
器控制系统，也就是芯片上的落后。所以说，芯片关乎国家的安全和民族的尊严。而安
全和尊严靠花钱是买不来的。
　　进入硅石时代，还是留在石器时代？
　　主持人：除了武器之外，芯片还有什么重要的作用？
　　王阳元：国际上有种说法：“谁控制了超大规模集成电路技术，谁就控制了世界产
业。”更直白的是说：“如果这个国家不掌握微电子技术，它就立刻会加入不发达国家
的行列。”芯片重要性不仅体现在军事上，它和软件是信息产业的核心，对于整个国民
经济意义重大。根据测算，集成电路对国民经济的贡献率远高于其他门类的产品，如以
单位质量钢筋对ＧＮＰ　的贡献为１计算，则小汽车为５，彩电为３０，计算机为１０
００，而集成电路，也就是芯片的贡献率则高达２０００。国民经济总产值增长部分的
６５％与微电子有关。
　　有人把１９６８年作为人类进入新时代－硅石时代的起始年份。因为从那一年开始
，有关硅材料及电路的研究论文数量超过了有关钢铁的论文数量。２１世纪，在某种意
义上说，可以称之为硅石时代则将是无疑的。有人甚至认为：相对于硅石时代，以往的
蒸汽机时代，钢铁时代，乃至上溯至石器时代之间的差别都是不大的。前者可以叫先进
时代，后者可以叫落后时代。
　　王志华：微电子产业之所以发展得如此之快，除了技术本身对国民经济的巨大贡献
之外，还与它极强的渗透性有关。几乎所有的传统产业只要与微电子技术结合，用微电
子芯片进行智能改造，就会使传统产业重新焕发青春。
　　微电子产业对国民经济的战略作用首先表现在当代产业链上，现代经济发展的数据
表明，ＧＮＰ每增长１００到３００元，需要１０元左右电子工业产值和１元集成电路
产值的支持。因此，有人提出，以半导体产值占工农业总产值的０．５％作为进入信息
化社会的一个依据。
　　会不会出现，低水平重复建设？
　　主持人：现在，上海和北京同时上了四条生产线，投资额很大。据说深圳也有意上
芯片项目。这里面是不是有一个合理调度与统一规划的问题？对于芯片投资动辄几十亿
的产业来说，任何决策上的失误都会产生不可估量的损失。过去我国一哄而上的例子太
多了。
　　王阳元：不错，北京、上海、深圳现在都在搞这个项目。发展芯片产业，第一要看
相关产业的配套程度。第二要看人才智力，第三要看国际合作的情况，微电子产业是一
个国际化程度很高的产业。综合来看，珠江三角洲、长江三角洲和京津唐地区具有发展
中国微电子产业最好的条件。从现在的情况来看，还谈不上重复建设的问题，上了几条
生产线很正常。虽然国内声称要建芯片生产线的很多，但是实际上马的就那么几条。中
国台湾现在有２７条生产线，祖国大陆怎么说也应该有２０条生产线。
　　当然，建立这类芯片厂必须慎重。其原则为：在机制创新基础上，一要搞好市场定
位和市场孕育；　二要在工艺模块上有准备；三要与高校和研究所合作，建立创新体系
；四要建立必要的国际合作。而资金则可在国家支持下多方面筹措。一旦决策，建设速
度就要很快，以免失去市场机会。一般的周期为１８个月。
　　现在，我国建设的生产线多为芯片制造线，处于价值链的中低端。基于我国产业发
展和国家安全需要，我们必须加速建设自己的Ｆｏｕｎｄａｒｙ厂，就是我国当前应重
点发展基础的芯片加工厂。
　　王志华：我也认为在芯片生产上，绝对不存在重复建设的问题。相反，我们应该大
力鼓励扶持。我国的高层领导对微电子给予了特别大的重视，从去年开始就一直在制定
方案，要作为战略任务来重点发展。最突出的表现在去年６月２７号发布的国务院１８
号文件，宣布国家对微电子和软件在增值税、税收、关税等方面给予了优惠。芯片和钢
筋、水泥、汽车这些东西不同，前者都需要后者来升级。何况从中国目前的情况来看，
离重复建设还差远着呢。
　　从北京来看，似乎发展的潜力最大。北京是中国最大的电子、通讯产品研究、开发
和生产基地，也是中国微电子产品最大的应用市场。根据北京信息产业销售额的资料，
１９９９年达到了４７１亿人民币，２０００年从１－８月份的统计来看，就已经达到
了４００亿左右，所以比　９９年同期增长了６０％以上。北京市制定了建设北方微电
子产业基地的总体方案。战略目标是两条腿并进，一条是跨越式的发展芯片制造业，第
二条腿是大力发展具有自主知识产权的集成电路的设备。因为到现在为止，我们所用的
高端的集成电路产品几乎百分之百都是从国外进口的。我们要改变这种情况的话，必须
要以集成电路设计作为突破口来做。北京市相应提出了一系列的目标，建设国家级微电
子研发中心，２００５年以前要建设５－８条８英寸０．２５微米—０．１３微米的生
产线，２０１０年再建１０条更高水平的生产线。而且北京也在国务院政策的基础上，
制定了发展微电子的优惠政策，有零租金３０年的政策，以及对微电子企业给予１５％
的跟进投资，还有政府贴息和税收政策四方面。
　　应该说，北京市最大的优势并不在于政策而在于科研力量，因为政策是哪里都可以
模仿的。要搞集成电路的自主设计，北大微电子所、清华微电子所和中科院微电子所，
仅仅这三家的科研实力在全国就是得天独厚的。
　　水，不成问题
　　主持人：最近，首钢的芯片生产线一度有一些小小的争议，人们对于芯片耗水量大
和可能引起污染的问题，存在一定的顾虑。尤其北京是一个很缺水的城市。
　　王阳元：不光是首钢的问题，我想讲一下，微电子是比较费水，但是与炼钢比较起
来，要好的多。北京上芯片生产线，水绝对不是问题。另外，环境污染也不是很大，比
较起钢铁要小得多。我们可以简单地想一下，美国、我国台湾这些地方都在大量地上芯
片的生产线。那里对保护环境的要求要高的多。
　　王志华：芯片费水以及会引起污染的说法是靠不住的，是外行话。我个人认为，芯
片用水量比起传统农业、食品工业、印刷工业等等要小得多。北京缺水不假，那为什么
北京还要有农业？还要种树？还要有那么多的工厂？搞产业肯定要用水，就看产业的产
出大不大，用水值不值，而芯片的价格比是非常高的。上海华虹的生产线月产量是３万
片，年产值大概是　３５亿人民币。试想一下，相同的产值的任何一个产业，包括钢铁
，化工，印染，用水量要比芯片大得多。所以我认为，芯片产业整体上应该说是一个清
洁工业。
　　首都发展芯片，水和环境都不应该成为障碍。最近吴德馨院士建议建立“首钢北京
微电子企业”，在北京市支持下与北方微电子研究开发基地共同捆绑。我想强调一下，
特别是要给“首钢北京”一个好的机制和良好的环境氛围。
　　“洋”芯片一骑绝尘，我们的市场空间何在？
　　主持人：我国在芯片生产方面，起步比国外晚了二十年以上。这种差距使很多人都
产生这样的想法：我们自己的芯片能有市场吗？
　　王阳元：有的。市场包括存量市场和增量市场两个方面，中国集成电路产业发展既
要着眼于存量市场，但更要注意用创新的产品去开拓和占领增量市场。
　　回顾集成电路产业发展史可以发现，一个新技术及其相应产品的诞生，常常会开辟
一个新的信息化应用领域，给市场带来革命性变化，这是高新技术产业的共有特点。
　　我们的芯片起步晚，因此生产工艺、设备和采用的技术都是国际上较先进的。当前
我们急需开发与占领的市场有：第一是ＩＣ卡　，据预测到２０１０年，全国约有４０
亿美元的需求量。按这个数量，足可以养四个华虹ＮＥＣ厂！我国是电视机第一生产大
国，据１９９７年ＣＣＩＤ的预测数据，消费类整机集成电路用量占总用量的２６％。
到２０１０年将有２０３亿块电路需求，约计有２００亿美元的市场。比尔·盖茨所以
跑到深圳提出“维纳斯”计划，也是基于我国现有　２．３亿电视机用户和未来广阔的
家电市场。而不久的将来，所有家电都会用芯片来升级。芯片在家电上的使用，将不仅
限于电视、空调和冰箱。中国是全世界家电生产和消费的第一大国，连带着芯片的使用
量也是天文数字。这是我们中国芯片生产企业的一个很大的市场机会。
　　第二是通讯类电路，据报道，２００１－２０１０年世界电信业可望成为第一大产
业。我国电信网规模可达世界首位。２０１０年移动通讯可达２亿用户，市场规模将达
１０００亿人民币。特别是第三代移动通信要加以重点发展。移动通讯设备，比如手机
，是大量使用芯片的。
　　互联网Ｉｎｔｅｒｎｅｔ、局域网Ｉｎｔｒａｎｅｔ以及有线广播电视的宽带高频
网的迅速发展，给芯片产业带来了发展良机。９９年美国与因特网相关的企业产值已达
５０７０亿美元，第一次超过了其他传统产业，２００２年将达到１２０００亿美元其
中有许多直接与微电子技术有关。
　　至于开扩与占领市场的主要策略，第一，要创新；第二，要与整机系统应用相结合

；第三，要充分利用国内国际两个市场资源；第四，国家在宏观市场调控上要有适度的
保护政策。
　　王志华：我完全同意王院士的说法。关于ＣＰＵ（电脑的中央处理器），中国应该
也有可能发展有自主知识产权的ＣＰＵ。这不仅是国家安全和国防建设的需要，也是建
设我国微电子产业的需要。将来联想的电脑会用上国产的ＣＰＵ，这不是遥不可及的。

　　有的人认为，我国的人力、财力的投入无法与Ｉｎｔｅｌ和ＡＭＤ等公司相比拟，
难以在激烈竞争中获胜。但实际上，事物的发展往往并不单是钱多、人多所能决定了的
。如果我们能科学地分析矛盾，既看到他人长处，也看到他人弱点，遵循客观规律，立
足创新，就有可能异军突起。事实上在ＣＰＵ发展史上就有两个成功的例子：一是斯坦
福大学和加州伯克莱大学所取得的创新性研究结果。他们每个小组投入做ＣＰＵ的核心
人才也不过几十个人。二是美国Ｃｙｒｉｘ公司，就曾以４０－５０左右的核心人才和
较少的投入，在激烈的ＣＰＵ竞争市场上占有了一席之地。
　　具体实践时，可以先从比较容易实现且有广阔市场的嵌入式微处理器和国防急需的
专用微处理器做起，逐步积累人才和经验。
　　两弹一星靠艰苦创业，开发芯片靠现代企业制度
　　主持人：一个不容回避的现实是，２０００年中国集成电路产业在全球只占１％的
份额，即使“十五”期间各地计划的项目都能如期实施，离微电子“强国”也有相当的
差距。谈到建设我国微电子产业常常会碰到的一个问题是，什么因素制约了我国微电子
产业的市场化发展？有什么特别的教训需要吸取？微电子的产业化与市场化还需要做那
些工作？
　　王阳元：芯片与“两弹一星”不同之处在于微电子产品的市场性。微电子产品从根
本上来说，它不是最终产品，它的高附加值作用只有在应用到整机系统上时，才能体现
出来。否则它既不能吃，也不能穿，谈不上有任何使用价值。微电子芯片加工业的投入
又很大，发展周期又很短，产品的市场窗口在时间上也就很窄。这也就是说，微电子产
业的生命力在于它能大批量、低成本、高可靠性地生产性能与价格比好的商品。因此微
电子产业的成败关键就在于能否占领市场。有多大市场就有多大的产业，没有市场也就
没有产业。
　　王志华：回顾世界微电子产业的发展，在环太平洋国家和地区范围内，可以说所有
搞微电子的国家或地区都是成功的、赢利的，特别是我国台湾省是大赢利的。我国微电
子产业落后的原因应从大的环境上去分析：一是机制，二是市场。与所有其它国有企业
一样，微电子企业存在一个机制问题，如果有什么特殊性，那就是微电子属于高新技术
之列，投入大、发展快、竞争激烈，它更强烈地呼唤现代企业制度。
　　不必妄自菲薄
　　主持人：一方面微电子产业寻找资本，另一方面，很多企业也在找有良好的产业前
景的项目。这对于我国微电子产业来说是一个良好的机遇。迄今为止，我国在微电子方
面有没有成功的例子？
　　王阳元：自从党中央提出“发展科技，实现产业化”以来，科技部等部委出台了一
系列好的政策，多种风险投资渠道正在开通，科技人员和企业经营人员的观念也在不断
更新。我们有理由期望，科技与生产脱节的顽症将被逐步医治与解决。微电子企业化运
作的时机将会逐渐成熟。
　　近年来，中国集成电路产业已经积累了一些发展经验：例如上海贝岭微电子公司，
８０％产品由上海贝尔公司收购，产值连年上升，效益较好。当然也面临着技术上更新
换代问题。这主要得益于与整机系统相结合，可称之为垂直集成方式。此外，华晶与华
越微电子集团公司，近年来经营状况有明显好转，经济效益增加。２０００年，无锡华
晶公司月投片量将超过２万片，也就是说，将超过可赢利产量的阈值。特别是反走私以
后，市场情况更为有利。
　　王志华：对于企业家来说，微电子的投资机会是现实的。与金融界、企业界的对话
和合作，对于中国微电子产业有很紧迫的意义。近十年来，我国微电子设计业的发展势
头是好的，初步统计已有上百家设计公司，其中相当一部分是整机系统单位组建的。例
如深圳华为公司、ＴＣＬ公司、长城公司等都组建了自己的设计公司，某些已颇具实力
，例如中国华大设计公司。由华晶公司独立出来建立的矽科公司在２０００年的销售额
预计都将突破亿元；国外大公司也纷纷在中国设立设计公司。
　　应该讲，我们在芯片的生产和设计上已经有了一个良好的开端。
　　中国“芯”要靠中国人
　　主持人：在高科技时代，最大的资产流失是人才的流失。有人说北大和清华成了出
国培训部。打造中国“芯”，人才何来？
　　王阳元：对的，现实的隐患是微电子设计人才的短缺已成为产业发展的制约因素。
据有关人士测算，美国现有设计人才有４０万人，每年还短缺数以万计的人才。而中国
设计人才只有几千人，怎么与之竞争？问题关键在于培养上。我们必须跨越现有专业界
限，培养既懂系统，又具有微电子基础的复合型设计人才。美国的做法是，要求硕士、
博士有独立设计，特别是博士要有创新设计的能力。总结成功经验和失败教训，从而培
养有独立从事设计工作能力的高素质人才，为中国微电子产业振兴奠定人才基础。
　　王志华：对于高新技术产业来讲，技术创新与人才培养是产业可持续发展的保障，
他们的目的都是围绕型成新产品、新产业而进行的。微电子人才的培养怎么强调都不为
过。
　　最近，信息产业部的有关同志也提出，在微电子产业比较发达的环境中，建立一个
“研究中心”。由国家引进高档次研制线例如０．３５～０．２５微米，让我国科技人
员在此基础上消化、吸收、创新，建立更为先进的光导线，逐步建设扎根于自己的微电
子产业队伍。在此基础上，提升工艺和专用设备档次，进而产业化。
　　王阳元：二十一世纪微电子产业仍将充满生机，加工精度仍在不断提高，预测到２
０３０年会稳定在０．０３５微米特征尺寸上。应用领域在不断扩展，相应设计技术将
不断提高，形态也会有所不同。基于我国现有微电子产业发展速度和改革开放的发展趋
势，我们有可能在２０１０－２０２０年间迎来我国微电子产业的黄金时期。

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２、这个世界不会在乎你的自尊，而是期望你先做出成绩，

再去强调自己的感觉。

——比尔·盖茨

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