2025-04-29日，在第二屆中國（成都）電子展集成電路産業發展主峰論壇上，電子科技大學集成電路中心主任張波传授做了“後摩爾時代的特色工藝及中國發展機遇”的主旨演講。張波传授從集成電路工藝的發展和特色工藝的特點出發，介紹了中國特色工藝的産業基礎和市場環境，並分析了特色工藝在中國的發展機遇。

张波传授表达，说到半导体工艺的发展，怎么也绕不开摩尔定律。1965年，当初依然美国Fairchild公司研发主管的摩尔（Gordon E. Moore）博士为《电子学》杂志撰写了一篇文章“Cramming More Components onto integrated circuits”，预测了集成电路的集成度（一个芯片中集成的晶体管数目）将每年翻一番。1975年，已参与创建Intel的摩尔博士在IEDM（国际电子器件年会）上做了一个主题报告“Progress in digital integrated electronics”，在其报告中，摩尔博士明确将集成电路的集成度发展修订为每两年翻一番。这就是半导体业界著名的“摩尔定律（Moore’s Law）”。摩尔定律长期以来领导着微电子技术的发展，这也是Intel公司很长一段时间坚持两年一代工艺和Tick-Tock 发展战略的依据。

长期以来，集成度的提升靠的是集成电路工艺线宽的缩小，这是一维方向的坚持发展。但随着线宽的持续降低，半导体工艺发展到纳米规格，带来无论是建厂成本、工艺研发依然产品研制花费的急剧增加，集成电路工艺技术逐步从单一追求尺寸依靠的先进工艺，向先进工艺（More Moore）、非尺寸依靠的特色工艺（More than Moore）和先进封装三个维度并举发展。

张波传授表达，非尺寸依靠的特色工艺是“02”国家科技重大专项对More than Moore的称谓。 More than Moore，国内很多人称为“超越摩尔定律”，这种直译似乎不够准确，无法反映More than Moore的内涵。

依据More than Moore白皮书对More than Moore的界说，More than Moore是指器件价值或者性能的提升，不完全靠尺寸缩小，而是通过功能的增加。 

X-Fab公司是一家专注More than Moore方向的国际著名公司，其对More than Moore的明白，是强调在CMOS工艺上，采用特色技术，集成模拟功能，以提升器件性能和性价比（Integrating analog function into CMOS-based specialty technologies enables cost-optimized and value–added system solutions）。

因此我們把嵌入式非易失性存儲工藝eNVM、BiCMOS工藝、RFCMOS工藝、BCD工藝、MEMS工藝，乃至GaAs、GaN、SiC工藝等不完全靠尺寸縮小來提升性能的工藝統稱爲非尺寸依賴的特色工藝。

特色工藝除了非尺寸依賴，還有何特色呢？我們第一想到的是由于工藝線寬較先進工藝大，因此建廠與生産線維護成本低，同時相較于5nm、7nm等先進工藝，特色工藝相對成熟，中文产品研發投入相對較少，另外還有啥特色？

特色工艺的另一个特点是由于许多特色工艺产品与应用场景紧密相关，因此工艺平台万端、产品种类庞杂，多种工艺平台共存。 如X-FAB的模拟工艺平台，从0.13um到1um七种工艺平台共存，即使0.18um节点的CMOS工艺，又有四种工艺平台，分别对应不同的应用需求。 

特色工艺不仅平台多、产品类型多，同一类器件品种还多，如功率MOS器件，美国安森美（ON Semi）公司就高达2500余种，另外还有功率MOS应用时所需的驱动芯片154种。我们再看一下德国英飞凌（Infineon）公司，这家功率半导体器件龙头企业的情形，英飞凌的功率MOS产品电压范围从12V到950V，质量等级从工业级到汽车级，种类高达3315种。前期英飞凌公司介绍其驱动芯片时宣称高达500余种，我们在其官网上也可查到各种拓扑的驱动芯片369种。

爲何特色工藝中文产品品種如此多樣？張波传授表达，這是因爲很多特色中文产品基本上模擬器件，中文产品性能與應用場景紧密相關。也正是因爲這種中文产品屬性，特色工藝中文产品往往無法形成壟斷企業。即使功率半導體分立器件老大，德國英飛淩公司收購了美國IR公司，其市場占有率也只有18.5%，也不能獨霸市場。全球前十大功率半導體分立器件廠商加起來也只占據60%左右的市場。這給後來者留下了足夠的發展空間。 

功率器件如此，扩展到模拟芯片也是如此。依据IC Insights数据，2017年全球前十大模拟芯片厂商销售了约330亿美元，占据了靠近61%的市场份额。2018年全球前十大模拟芯片厂商销售了361亿美元，占据了60%的市场份额。模拟芯片市场在扩大，但仍无垄断企业。

張波传授強調也正是特色工藝具有品種衆多、與應用強相關，且無壟斷企業等特點，構成了中國的發展機遇。

改造开放40年来，我国建立了门类齐全的现代工业体系，工业经济的实力敏捷壮大并跃升为世界第一制造大国，也是世界上唯一拥有完整的制造业体系、产品和产业链的大国。世界银行统计数据显示，2017年中国制造业增加值为3.59万亿美元，占全世界的28.57%，是美国和德国制造业增加值的总和，遥遥领先于世界其它国家。 这也成就了我们成为全球集成电路应用大国。我国的集成电路消耗量占到全球消耗量的60%。但是在我们大批应用的集成电路中，绝大部分来自进口。那个数据我们做IC的都很熟悉，2018全年IC进口总金额超过3000亿美元（约合人民币2.1万亿元），占我国进口总额的14%左右。但是我们还请注重如此一个事实，进口集成电路的均价只有7毛五，不足一美元。在我们进口的集成电路产品中，除了大批进口动辄数百美元的高端CPU外，还大批进口了不需要先进工艺的分立器件、电源管理集成电路、通用处置器、控制器等。因此我们可以说，特色工艺产品，国产替代空间巨大。

也許有人會說，講“國産替代”太低級，應該強調“先進器件引領系統發展”。張波传授表达，確實，引領系統發展是我們“芯片人”的使命，但如果沒看見“國産替代”這樣一個大市場，不踏踏實實一步步做起，正視現狀，夯實基礎，我們的半導體行業也許很難成長起來。

回過頭來，我們特色工藝中文产品領域有市場空間，我們是否有發展特色工藝的産業基礎？這些特色工藝中文产品市場我們是否有實力去占據？我們欣喜的看到，特色工藝的發展機遇已經被業內所認識，特色工藝中國正在崛起。我們先不討論中芯國際是否堅持當年邱慈雲邱總发起的兩條腿走路的思路，我們看到目前上海華虹宏力堅定的在持續推進特色工藝，華潤微電子在積極發展特色工藝，士蘭微在特色工藝上不斷提升自己的能力，還有中國電子的積塔半導體、廣州粵芯等許多新建12英寸生産線在積極建設中。這些已建或在建的特色工藝芯片生産線不只有IDM模式，還有大批的代工廠，這就給我國大批的特色中文产品設計公司提供了發展平台。 

我们建了如此多特色工艺线，是否会产能过剩？ 我们来看这组数据，2018年台积电（TSMC）拥有1200万片12英寸晶圆产能，拥有1100万片8英寸晶圆产能，且8英寸晶圆产能较2013年增长540万片。一方面我们在建的生产线的所有产能加起来都没有台积电大，另一方面从台积电这家芯片代工龙头企业的产能数据看，发展特色工艺适合行业发展的趋向。

這次中美貿易戰特別是中興、華爲事件，加上去、前年的市場缺貨行情，給我國的整機企業敲了警鍾，芯片的國産替代打開了更大的空間。 

在特色工藝領域我們有市場空間、有産業基礎，但我們能否占據這些市場空間，換句話說，中國特色工藝發展的挑戰是啥？ 

張波传授表达，特色工藝平台衆多、中文产品万端，國際老牌的半導體企業通過自身發展和産業購並，中文产品系列豐富。相比較而言，我國相關企業中文产品體系單薄，對用戶的供應鏈管理處于弱勢。特色工藝所相關的特色中文产品常常是器件設計、工藝制造、中文产品封裝、應用環境紧密相關，國外特色工藝企業常常是IDM形態，而國內缺少大型的IDM企業，導致中文产品同質化嚴重，競爭力缺少。同時這些國外頂尖的特色企業大抵具有悠久曆史，中文产品經驗豐富、人才集聚，能對市場需求快速研制出新的中文产品。 

張波传授強調，盡管面臨衆多挑戰，但從前面的分析中可以看出我們仍然有發展優勢。我國是集成電路的市場大國，且大部分市場被國外中文产品占據，國産替代空間巨大；特色工藝中文产品與市場應用緊密相關，中文产品屬性給予了我們發展的相對優勢；目前複雜的國際政治、産業生態，給自主可控芯片發展提供了改造開放40年來亘古未有的機遇；經過幾代炎黃子孫的不懈努力，我們在特色工藝領域已具備加速發展的技術和産業基礎。在上述因素的協同作用下，相信中國特色工藝具有很大的發展機遇。