120+芯片設計企業，12寸晶圓月產能64.1萬片，臨港奔赴第三個千億規模產業；魏少軍博士發表軟件定義芯片重要講話
2023-11-23 16:19:23 Nancy,EETOP11月23日，由臨港新片區管委會、上海市經濟信息化委指導，臨港集團主辦、臨港科投與ASPENCORE承辦的以“創芯未來，共筑生態”為主題的 “2023中國臨港國際半導體大會”在上海臨港成功召開。
集成電路是新一代信息技術的核心和基礎，也是臨港新片區著力打造的四大前沿產業集群之一。上海臨港新片區黨工委副書記吳曉華先生、上海臨港經濟發展（集團）有限公司黨委副書記、總裁翁愷寧先生、臨港新片區投資促進服務中心主任顧長石先生先后發表歡迎致辭，從不同角度，全方位介紹上海臨港自2018年正式設立新片區以來的產業建設成果，特別是在集成電路產業取得的成績，及未來的發展規劃。
上海臨港新片區黨工委副書記吳曉華先生
上海臨港經濟發展（集團）有限公司黨委副書記、總裁翁愷寧先生
臨港新片區投資促進服務中心主任顧長石先生
在2018年11月，在第一屆進博會上，總書記正式宣布將上海臨港設立為上海自由貿易試驗區新片區；2019年8月，臨港新片區管委會正式掛牌成立；2019年，總書記在第二屆進博會視察上海期間，明確提出臨港新片區發展要對標這五個重要。2020年11月，在浦東開發開放30周年慶祝大會上，總書記特別強調：上海要聚焦關鍵領域發展創新型產業，加快在集成電路、生物醫藥、人工智能、民用航空等領域打造世界級產業集群。
經過四年的努力，一個在國際上具有一定影響力的國家級的綜合性的集成電路綜合性產業基地在臨港已經初具雛形。吳曉華先生介紹說：“目前臨港集成電路從2019年到現在已經簽約總的項目投資額2500億，同時已經集聚了230家集成電路各類行業的龍頭企業和重點企業，涵蓋芯片設計、制造、裝備、材料、封測、核心零配件等各個領域的國內外行業龍頭企業。臨港已經初步形成了全鏈布局自主可控的產業生態，構建了多產業協同的發展態勢。”
顧長石先生分享說：“從臨港發展集成電路的思路來講，第一個，要成為上海集成電路產業雙核驅動的新引擎（張江臨港雙區聯動）。第二個，成為集成電路產業自主創新的橋頭堡，圍繞先進工藝、特色工藝、核心設備、EDA工具，材料等，成為世界集成電路產業集群的承載地。”
據介紹，2023年前三季度臨港集成電路產業的規模已經達到140億元。其中芯片設計方面已經引進覆蓋人工智能芯片、戰略芯片、車規級芯片等領域的150多家國內優質芯片設計企業以及頭部EDA和IP企業。此外，在芯片制造、設備、材料、封測等領域都取得來豐碩的成果。
在芯片制造方面，目前臨港集成電路的芯片制造規劃產能，只算12寸是64.1萬片/月，其中16萬片已經投產，16萬片已經開工，同時還有32萬片是國家發改委窗口指導已經通過的。在工藝方面，已經覆蓋了集成電路裝備的四大工藝，即承接工藝、光刻工藝、刻蝕工藝、封裝測試工藝，工藝比較完整。
在材料方面，已經落地了新盛、天宇、杰斯雅、江峰、傳興等40多家集成電路材料企業，在臨港已經實現了部分集成電路材料關鍵卡脖子工藝在臨港實現自主可控。12寸大硅片已經建成60萬片，同時40萬片已經批準了，全部建成情況下每個月規模將達100萬片。此外，在碳化硅領域，天宇碳化硅50萬片的6寸生產線已經全部投產了，同時還在布局8寸生產線。
在封測方面，原來臨港是比較短板了，但是引進了長電科技，華天封測以后，補齊了臨港集成電路封測的短板。
吳曉華先生表示：“如果臨港集成電路和張江比，張江在工藝制程方面比我們先進，設計企業集聚度比臨港先進，但在晶圓制造規模，我們肯定是非常領先的。臨港芯片設計制造的規模目前來說是中國最大的，甚至在世界上也是有一席之地的。”
展望未來，臨港集成電路全產業布局到2025年，規劃規模突破500億元，其中200億產值，300億設計和營收，并形成三個千億級規模的產業集群。目前，智能網聯汽車已經于2021年形成第一個千億規模；2023年年底，在Tesla為龍頭企業的帶動下。力爭在高端裝備制造業達到第二個1000億規模；集成電路將是第三個千億級規模的產業集群，2025年將有望達到500億。
一個區域的高質量發展，企業選擇哪個地方落地，關鍵看三個核心要素：產業生態，當地政府的人才保障能力，政府行政能力。從三個角度來看，臨港在圍繞集成電路產業方面已經布局了強大的人才落戶，購房，就醫，上學等方面的保障，讓落地企業全身心投入研發生產，沒有后顧之憂。
顧長石先生興奮地說：“人才的保障，臨港新片區在人才相關政策方面是全上海最優的。本人到上海二十幾年從來沒見過這么好的政策。應該說臨港新片區未來沒有最好，只有更好。”
臨港正廣撒英雄帖，歡迎各路英雄，特別是集成電路的英雄到臨港展示自己的才華。翁愷寧先生發出邀請：“集成電路產業發展前景光明，臨港新片區未來潛力無限。歡迎越來越多的科學家、企業家、投資家到臨港新片區和臨港集團園區來創新創業、投資興業。”
在上午的主題論壇中，清華大學集成電路學院教授魏少軍博士、長電汽車電子事業部副總裁總經理/長電汽車電子上海有限公司總經理鄭剛、臺積電（中國）有限公司副總經理陳平博士、商湯科技聯合創始人兼大裝置事業群總裁楊帆、高通公司全球副總裁孫剛、華為半導體解決方案總監艾小平也分別發表來精彩的主題演講。
魏少軍博士，清華大學集成電路學院教授
現在人工智能大概分兩類，一類叫類腦計算，一類叫深度學習。類腦計算主要是想模擬人腦的工作原理，比如說最典型的就是純電計算，用一個存儲器和存儲器當中自然嵌入的運算能夠做一個基本的運算器件來加速人工智能的運算能力，它可以使傳統的算力提升10倍，能效提升10倍。深度神經網絡和深度學習是另外一個分支。通過對神經網絡的訓練能夠嘗試得出基本模型，經過大量的訓練以后可以把模型固定下來。
這樣的發展有三個關鍵因素：算法、數據，算力。人工智能還在不停地向前演進，當前正面臨兩大問題：第一，算法在不斷演進，每過幾個月就變一次，新算法層出不窮；第二，一個算法對應一種應用，沒有統一的算法，再往后發現一個應用一顆芯片實在太費勁。
依靠工藝技術進步幾乎無法實現更高性能的計算，特別是從現有計算芯片的主流路線推演，已難以滿足Z級超算的性能、功耗和成本需求，需要研發新的計算芯片架構來應對智能化、大算力的新挑戰。魏少軍博士分享說，現在找到了一個可能可以突破的點，即參照人腦的工作，感知、處理、執行。在實現人腦這些功能的時候還是要用計算機來實現，這個計算機實現的時候一定有芯片，也一定有軟件。實現智能的核心其實就是軟件，它是支撐智能的基礎，而真正能夠實現智能的其實是軟件。
魏少軍博士表示：“所以現在，我對軟件的看法發生很大的變化。軟件有很多創新的點，比如說自學習的能力，持續改進和優化的能力，再生和組織的能力等。這種情況下，把軟件硬件兩者結合在一起，讓它形成一種完整的全新架構，也就是軟件定義的芯片。”
經常有人會問，摩爾定律到底行還是不行。魏少軍博士最后總結說：“我們用大馬士革的鑲嵌技術解決了銅互聯的問題，用高速金屬柵解決漏電問題，把鏡頭和硅片之間放點兒水解決了樹脂光圈問題。大家要對半導體有信心，對摩爾定律有信心。如果把邏輯層和存儲器層加上中國自己做的軟件定義芯片技術，還有近存計算技術的話，其實我們是可以解決當前計算當中很多問題的，這一點我們還是要有信心。所以現在如果有人說你們半導體快不行了，千萬別信他的話，我覺得我們還有很光明的未來。“
鄭剛，長電汽車電子事業部副總裁，總經理兼長電汽車電子上海有限公司總經理
Chiplet是世界公認的高性能先進封裝絕佳方案。STCO在系統層面對芯片架構進行分割及再集成，以高性能封裝為載體，貫穿設計、晶圓制造、封裝和系統應用，協同優化芯片產品性能。長電科技XDFOI，是在Chiplet基礎上進一步推出的封裝方案，它在性能提升和成本優化方面為客戶提供全方位解決方案。鄭剛先生分享說：“目前2D MCM方案已經非常成熟，硅槽和硅空方案已經開發完成，未來進一步開發CDIC方案可以滿足客戶不同應用的需求。”
陳平博士，臺積電(中國)有限公司副總經理
過去這一兩年，中國在智能汽車有很大的進展，不過更多的是反映在電氣化層面。在大模型AI出現以后，我們預計也會在智能化層面將會有突飛猛進的發展。這些部分都給半導體工藝提出了挑戰。
生成式AI基礎的三大要素是大數據、大模型和大算力。大算力是支撐大模型的一個必要條件。不管是云端，還是在端側應用，它對工藝的要求，總結起來就是算力和能效比。
算力對于工藝來說就是更高的集成度，在單位面積里集成更多的晶體管。奧特曼前段時間發表一個預測，他認為AI時代的摩爾定律每18個月intelligence要翻倍。陳平博士表示：“按照現在的技術，還是可以勉強支撐的。現在3納米已經進入了大規模量產，2納米看起來也已經呼之欲出了。再繼續往下，我們的工藝工程師還在繼續往前在努力。大概有兩個大元素：第一個是傳統工藝制程微縮上繼續前行。第二個是2.5D、3D整合。這些萎縮本身給我們提供了最有效的算力密度和能效比的提升。”
3D堆疊提供的是更高的集成度，更好的帶寬，更好的性能。有wafer on wafer的堆疊，還有chip on chip的堆疊，也叫SoIC。而2.5D則是平行的整合，比較很有名的有CoWoS，以及iPhone里面的info。對于CoWoS來說，現在最大挑戰就是大模型，對計算的要求一下子升到了很高，目前CoWoS把邏輯和存儲芯片平行放置在一個interpose上面，下面做好連接。目前interpose技術可以做到3.3個radical science。
陳平博士表示分享說：“雖然我們覺得已經很大來。但是我們的客戶還是覺得不夠大。所以我們提出到2025年要做的6個radical science，這個是CoWoS的方向，就是更多更大。”
而能效比，在數據中心里面，現在主要成本是電和冷卻。如果說在器件端能夠降20-30%功耗，那對整體成本的影響是巨大的。不過，當我們使用先進的工藝，先進的技術，再加上現在一個新的方法論，即用所謂系統層級的共同優化為（STCO），比DTCO再高一個層級，就有可能把能耗拉下好幾個數量級。
陳平博士總結說：“目前我們在FinFET節點上，28納米是平面結構最后一代，到16納米，12納米引用了新的晶體管結構一直用到7納米、5納米、3納米。在2納米上會引入所謂Nanosheet，類似于GAA結構。在2納米以后現在有一種結構叫CFET，再往后還有很多新的黑科技。就是往前走我們還沒有看到盡頭在哪里。”
對于業界普遍看好的chiplet，陳平博士表示：“Chiplet只是把幾個芯片封裝在一起，擴展了芯片的能力，但改變不了芯片的品質。我們還是需要繼續提升芯片的能效比和算力密度。我們對半導體產業的前景是非常樂觀的，大家要對半導體科學工作者有信心。”
商湯科技聯合創始人兼大裝置事業群總裁楊帆
隨著人工智能新范式（AGI）的到來，商湯科技推出了“商湯日日新SenseNova”大模型，主要包括中文語言大模型應用平臺、AI 內容創作社區平臺、AI 數字人視頻生成平臺、場景 3D 內容生成平臺、物體 3D 內容生成平臺5大應用平臺。在AI持續發展的背后，從量變引發質變，需要大規模基礎設施的支撐，更大的數據量帶來更大的智能，更大的數據也將帶來更大的效益。不過，商湯科技聯合創始人兼大裝置事業群總裁楊帆也表示，大模型也面臨諸多的挑戰，主要體現在芯片設計及制造、軟硬件適配及標準化、集群高速互聯、可持續發展及安全可靠、規模化布局。
高通公司全球副總裁孫剛
目前5G Advanced正開啟新一輪5G創新，主要解決萬物互聯的問題，包括增強型工業物聯網、衛星通訊等，下一個階段的發展，實際上就跳出了傳統意義上的范圍。而AI與5G技術的發展實際上是如影隨形的。因為AI實際上是大量數據處理的技術，其基礎是數據；5G大帶寬高速度則可以傳輸很多數據到數據中心供AI做處理。高通公司全球副總裁孫剛表示：“端側是AI大模型第一步落地非常理想的平臺，其數量也是非常龐大。而高通芯片平臺也將為所有平臺提供很強的AI運算能力。”
華為半導體解決方案總監艾小平
在龐大的中國數字經濟里，每一個企業作為參與者都承擔著所在行業里的定位和使命。華為半導體解決方案總監艾小平表示：“華為不僅希望用好產品支撐未來中國數字經濟持續向前，而且通過做好產品把產業鏈留在國內，同樣在技術應用上與產業鏈企業共同做技術孵化向前走。”
