构建科技创新体系 加速芯片国产化路径研究

李 鑫 刘 炜 黄菊芹 陈九果 唐 娟

南京电子器件研究所，江苏 南京 210016

0 引言

芯片被誉为工业粮食，其伴随科技的发展已变得无处不在。芯片已经超过原油，成为我国进口的第一大品类。虽然拥有如此庞大的市场，但由于芯片产业链长，每个环节均有不小的技术难度，导致我国芯片自给能力弱。近年来，我国芯片产业快速发展，整体实力显著增强，产业规模快速壮大，已经形成了包括芯片设计、芯片制造以及芯片封装测试及相关配套产业共同发展的完备产业体系。

近年来，国家相继出台了《国家集成电路产业发展推进纲要》《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》等一系列政策，将芯片产业提升到国家战略地位，逐步推进半导体产业创新中心建设，创新资源进一步集聚，国内部分芯片已经拥有一定替代能力。但在原始创新能力、关键核心技术研究、高层次人才引进和培养、知识产权管理等方面与发达国家仍存在较大差距。目前，芯片产业成为全民关注的焦点，亟须突破技术封锁，实现国内的产业结构升级，加速国产替代。但是国产替代并非一朝一夕能够完成的。习近平总书记强调，自主创新是推动高质量发展、动能转换的迫切要求和重要支撑。通过构建系统的科技创新体系，提升芯片产业自主创新能力是国产芯片的必然选择。

1 制约我国芯片产业发展的主要因素

随着华为海思、紫光集团、上海华力、通富微电等芯片设计公司、芯片制造商以及芯片封测企业的崛起，我国的芯片产业链已初步搭建，但是，我国芯片企业在创新研发与设计能力上仍然落后，国内芯片企业在基础研究、研发经费投入、人才储备、知识产权意识以及高端设备等方面还有很大的发展空间，国内芯片产业的技术突破、产能扩增与供给能力提升面临诸多阻碍。

1.1 基础研究和原始创新能力不足，关键领域核心技术存在短板

芯片产业是一个上下游产业链复杂、工序多、知识密集的产业。上游为芯片设计公司，是芯片产业链中附加值最高的环节；中游主要包括设备公司、材料公司以及制造公司；下游主要为芯片封测公司。虽然近几年国内在芯片研究领域有所突破，自主知识产权数量也明显上升，但是，国内的芯片产业大多处于价值链的中低端，投入总量看似很大，但是关键IP和自主设计能力不足，芯片EDA（电子设计自动化）工具等基本被国外厂商垄断。与国外同类企业相比，国内芯片产业基础研究和原始创新能力不强，作为创新源头的高校科研院所创新引领性不强，作为创新核心的芯片企业自主创新能力不强，特别是芯片用电子级高纯硅的国产率几乎为零，供应链受制于人，关键核心技术存在短板等问题突出。此外，缺乏高端装备，光刻设备目前仍受限制，光刻是晶圆生产的核心环节，在整个芯片加工成本中占1/3，目前仅满足28 nm芯片的国产光刻，14 nm和7 nm的可行性几乎为零。总之，国内芯片产业在关键核心技术方面，如芯片设计、芯片制造、芯片设备、设备核心零部件，以及在芯片材料的上下游产业链上都存在短板。

1.2 人才培养和引进机制不够健全，高端人才相对缺乏

国内芯片产业技术上受制于人，关键原因是人才上的短缺。随着薪酬体系的不断完善和政府的大力支持，近年来国内芯片产业专业人才与日俱增，但是人才质量相对不高，特别是院校培养的科技人员在经验上仍普遍不足，缺乏行业领军人才。此外，由于存在引才通道不畅、引进成本高、薪酬及激励机制缺乏灵活性等原因，芯片产业高端人才引进受阻。国内芯片产业人才短缺和流失的原因主要表现在：①国内高等院校相关一级学科相对短缺，课程设置、教学计划和教学方式不能与产业发展紧密结合，导致培养的复合型、实用性高水平人才短缺，应届人才存在理论与实践脱节的问题，理论知识较多而实际操作能力弱，所学知识跟不上企业产业更新与技术革新步伐。②由于芯片产业的薪酬不具有优势，导致一批人才流动到互联网行业，薪酬及激励机制不健全还导致引进顶尖专家和优秀人才及团队受阻。③引进途径和形式单一，海外高端人才对国家、省市的投资环境、发展现状、主要优势等认识不足，人才与引进地之间有信息对接盲点；企业和产业研发资源配置不充分、技术先进性不足，对高端人才缺乏足够吸引力；加之国内工作环境与发展空间相对不足，人才保障配套考虑不全等因素，导致高端人才引进困难。

1.3 企业知识产权管理顶层设计不足，全链条管理意识有待加强

随着企业自主创新能力的增强，知识产权管理工作越来越来得到重视，但是多数企业还停留在知识产权贯标的程度，知识产权全链条管理意识不强，主要表现为：①知识产权的顶层设计不足，知识产权战略管理规划欠缺。②知识产权数量可观，但是高价值专利不足，缺乏专利池的布局。③缺少具备技术背景的知识产权运维管理人员，造成知识产权管理浮于表面，存在“两张皮”的现象。④知识产权维权意识薄弱，对类似产品或者相似技术的跟踪检索不到位，对技术路线实现过程中的知识产权追踪及风险管控不到位，对新技术、新产品上市或对外展示的保护意识不到位。⑤知识产权分析评议不到位，缺乏对知识产权法律状态、技术先进性、价值的评估分析，存在无效专利成本浪费，对于真正有价值的专利未进行生产力的转化。

2 芯片国产化战略路径

探索国产芯片的发展战略路径，不仅要在国产材料、设备、制造工艺等方面加快步伐，加速国产化替代，更根本的是要重视基础研究和原始创新，持续加大对关键核心技术的研发投入，创新体制机制，探索中国国情下的研发支持政策体系、重大基础研究项目、产业创新中心、人才培养模式以及知识产权战略等，构建系统的技术创新体系，在原始创新上有所突破，在全球产业链中获得话语权，真正意义上实现芯片国产化。

2.1 明确政府角色定位，构建良好的创新环境

在产业创新、转型升级的过程中，政府发挥着举足轻重的作用，政府除了对企业、高校科研院所等机构进行行政指导和管理外，更重要的是要建立健全科技创新机制体制，营造一个良好的科技创新生态环境。①完善科技创新政策体系，针对芯片产业存在的技术基础薄弱、人才储备少等问题，出台研究开发、人才培养和引进、知识产权、财税、投融资、市场应用、国际合作等方面的政策措施，增强实现基础软硬件自给自足的决心和信心。②整合创新资源，政府层面牵头集成人才、资金、技术等创新要素，提高创新资源的配置效率。③打通科技成果转移转化通道，集聚政府部门、产业园区、高校、科研院所、企业、中介机构、金融服务机构等的创新要求，形成创新链、产业链、服务链、资金链等的高校联动。④完善科技成果评价机制，特别是完善基础研究的差异化评价机制，摒弃唯文章、专利论的评价模式，转变为基础研究应用效能的评价。⑤建立创新容错机制，鼓励探索创新，支持担当作为，允许试错，宽容失败，鼓励企业创新。

2.2 加大基础研究，攻克关键核心技术

习近平总书记指出，核心技术受制于人是最大的隐患，而核心技术靠化缘是要不来的，只有自力更生。所以自主研发和自主创新是唯一出路。提升基础研究能力是解决我国芯片产业原始创新能力不足、关键技术受制于人等突出问题的唯一出路。①发挥高校和科院院所的创新源头作用，深入实施协同创新，支持高校和科研院所自主布局基础研究，扩大科研选题自主权。高校和科研院所作为科技成果转移转化的输出者，是科技成果创新的源头，高校和科研院所在前瞻性研究、基础研究等方面具有引领作用，发挥其在高端人才、仪器设备和研发环境等方面的优势，聚焦高端芯片、高端装备和工艺技术研究，源源不断向企业提供研究成果。②发挥企业在创新中的主体地位，加大研发投入，提高自主创新能力，在芯片设计环节，攻克指令集和电路设计（IP核）关键技术，在芯片制造环节，攻克14 nm和7 nm光刻技术，解决芯片产业发展和生产实践中的共性基础问题。③整合上下游创新资源，打造半导体产业创新中心，整合高校、科研院所和创新型领军企业等优势创新资源，搭建开放型创新网络平台，推动现有创新平台提质增效，共同开展产业关键共性技术研发和标准研制，集中优势力量突破国产芯片产业关键核心技术短板，推动产业结构升级，迈向价值链中高端。

2.3 加强高层次人才引进和创新人才培养，推动人才结构优化

在实施创新驱动发展战略时，科技创新是核心，人才是关键，在芯片国产化过程中应建立人才发展战略，通过人才引进、自主培养等模式加速人才梯队的建设，提高科技创新人才的实力，培养一批产业创新领军人才。①打通高层次人才引进通道，搭建高层次人才引进平台，并加强与各地人才部门、产业项目、科技政策等的配套衔接，整合资源优势，形成支持合力，推动社会资本共同支持创新型企业高层次人才引进。实施顶尖人才顶级支持计划，对引进世界一流顶尖人才团队要简化程序，并给予项目资助。②优化高校专业设置，加快推进半导体、集成电路等一级学科设置工作，以及高校“双一流”建设和高水平大学建设，加强大学生创新意识和科技能力培养。此外，支持建设企业大学，为实用性人才培养打造专业化基地，不断提高企业自主人才培养水平。③创新人才评价机制，设置科学的技术人才评价指标，强化人才分类评价机制，建立多元化的人才评价体系，特别是优化基础研究人才的评价模式，建立以技术创新能力、技术创新绩效、综合素质等为导向的人才评价体系。鼓励企业通过股权、期权、分红、科技专项资金奖励等激励方式，调动广大科技人才创新积极性。

2.4 构建全链条知识产权管理，为产业创新保驾护航

随着芯片技术的不断发展，关键核心技术的知识产权战略也将成为各国博弈的重要环节，在突破关键核心技术的同时应确保创新安全与价值最大化，构建全链条知识产权管理，促进芯片产业的发展和应用。①建立专利情报分析长效机制，借助专利导航、专利地图等手段，研判国内外热点技术，挖掘与评析国内外芯片相关技术的专利态势，提前进行专利预警和布局。②加强顶层设计，架构知识产权保护战略，高校科研院所和芯片企业应加强基础研究，重点布局芯片关键核心技术的专利布局；要统筹做好专利布局，防止自身技术被突破或限制。③加强知识产权的转化应用和芯片相关知识产权运营，积极开展对已有专利的转化和运用，将高价值专利转化为生产力。

3 结语

对国内芯片产业的发展来说，需要从底层构建具有中国特色的技术创新体系，走一条适合中国的芯片产业发展模式。但是，目前来看，芯片国产化仍然任重而道远，发展芯片产业必须要有国家战略推动、政府支持，要加强高校科研院所的基础创新能力，并提高企业自主创新能力，完善产学研用协同机制，打通科技成果转移转化通道，才有可能把芯片产业发展起来。近年来，随着政府不断的政策支持、创新要素的不断集聚、科技创新体系的不断完善，芯片产业创新能力持续提升，芯片国产化的战略目标越来越近。