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中科院发文：半导体基础匮乏，身处困境如何破局？
2023-02-23 10:29:00 7,005
该文章就中美科技战中的“芯片战”形势进行了深刻分析，指出当前在“逆全球化”下产业链“脱钩”愈演愈烈的背景之下，我国半导体发展所面临的困境，并给出了突破困境的建议。
中科院的这篇文章指出，基础性研究不足，是我国无法改变“卡脖子”困境的根本原因之一。
“2022年8月11日美国宣布对我国禁运下一代GAA晶体管的EDA软件，意图把我国的半导体产业“锁死”在FinFET晶体管技术。全球半导体物理和微电子领域的基础研究成果都被整合在EDA工具的工艺设计套件（PDK）中。我国各芯片企业通过购买EDA公司的PDK包共享全球半导体基础研究成果，导致我国决策者、政府人员甚至产业界都认为，没有半导体基础研究也可以发展半导体产业。”
反观美国，近几年则正在加强半导体基础研究能力。2022年8月9日，美国总统拜登正式签署《芯片和科学法案》（下称“芯片法案”），以促进美国半导体研究和制造。
“芯片法案”除了对美国本土芯片企业提供巨额补贴外，还将拿出110亿美元用于资助半导体的研究和开发。根据该法案， 美国国家科学基金会将新成立一个技术、创新和伙伴关系理事会（TIP），专注于半导体和先进计算、先进通信技术等领域的发展。这些举措，无一不显示出美国对于基础研究的高度重视。
作者认为，我国受“科学无国界”与“全球化”理念的影响，忽视了学科方向和研究领域的差异，科研资源向易发表高端论文的新兴热点方向加速集聚，越是靠近产业应用的基础研究越没人做，导致现在我国半导体基础研究能力薄弱。
我国半导体发展面临的问题与建议
作者认为，造成我国半导体发展被“卡脖子”这一局面的原因主要有以下四点：
1)半导体物理人才严重短缺
中微半导体创始人、中国刻蚀机之父尹志尧曾公开表示，他之前在英特尔工作时，发现许多组长、高管、一线研发人员中，不乏华人身影。任正非也曾说，我们花高价买回的设备，拆开后发现许多核心零件竟然是中国人研发。
可见，人才流失是制约我国半导体发展的一大关键因素，因此中美科技战的背后，也是一场人才争夺战。
2)半导体基础研究投入严重不足
长期以来，美国每年的半导体研发投入超过全球其他国家总和的2倍，我国的半导体研发投入长期不足美国的5%。
2011年和2021年，美国在半导体的研发投入比例分别占全球54.5%和55.8%，而中国大陆这一支出在全球占比不超过5%。
此外，美国除拥有数量众多的世界一流大学外，其各大半导体巨头都拥有庞大的基础研究部门，如贝尔实验室和IBM实验室等。而我国半导体基础研究的基地数量稀少。
3）评价机制不利于半导体基础研究
在当前论文为纲的评价机制下，传统半导体的基础研究不但投入大、门槛高、周期长而且难以发表高端论文，这导致各示范性微电子学院集中在新兴热点材料方向开展“换道超车”研究。
4）缺乏协同创新机制
美国善于集结全球顶尖机构与人才，共同进行基础课题研究，整合全球顶尖智慧，以占据半导体产业领导地位。而中国目前没有类似机构来进行协同创新。
针对以上问题，作者给出了以下5条建议：
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建立健全跨部门协调机制
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恢复半导体物理专业
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建设半导体基础研究网络
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建立区域联合创新平台
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深化科技体制改革，用好“指挥棒”
作者表示，在半导体技术的源头和底层进行理论创新，提前布局专利设置“关卡”，是解决半导体关键技术“卡脖子”难题的一种有效策略。