问题——“指标追赶”背后是系统性能力缺口 超算需求持续增长、算力成为关键基础设施的背景下,国内围绕先进芯片工艺的讨论不断升温。李国杰指出,若仅以现有7纳米产线通过提高晶体管数量、加大芯片规模等方式去逼近国际3纳米产品的部分性能指标,容易忽视制程进步所依赖的底层体系能力:从高端制造设备、关键材料、设计与制造工具,到长期积累的工艺经验与量产管理能力,均存在结构性差距。这种差距更像“系统工程”的代差,而非单点技术的落后。 原因——先进制程受限于设备、材料与工艺闭环 从产业链角度看,先进制程的实现需要多环节紧密耦合:高纯度硅材料与化学品的稳定供应,光刻、刻蚀、沉积、量测等关键装备能力,设计工具链对先进工艺规则的匹配,以及制造环节对缺陷控制、良率爬坡的经验积累。国际头部晶圆代工企业已实现3纳米产品规模交付,并加快引入更高数值孔径的曝光系统,以更短波长、更高成像能力在晶圆上刻画更密集的电路结构。相比之下,国内量产主力仍以较成熟节点为主,在关键高端装备获取受限的现实条件下,为实现更细微结构,往往需要采用多重曝光、多次图形转移等替代性工艺路径。 这类“多次加工”的工程手段能够在一定程度上实现图形精度,但代价同样清晰:工序被拆分后生产周期延长,工艺窗口收窄,缺陷叠加导致良率压力增大,同时制造成本显著上升。由此可见,先进制程的差距并非简单依靠人力与资金短期堆叠即可弥合,其核心在于装备—材料—工艺—量产的闭环能力建设。 影响——算力提升路径分化:数据中心可行,移动终端受限 面对前端制造能力约束,行业内部逐步将部分突破方向转向先进封装、芯粒化与“拼接式”系统集成:将原本的大规模计算核心拆分为多个功能模块,通过高带宽互连与底层基板实现组合,以系统级集成提升整体算力上限。该路线在服务器与超算等场景具有现实优势:数据中心机柜空间相对充裕,对功耗与体积的约束较移动终端宽松,便于通过工程化设计实现供电、散热与维护。 但李国杰也提示,拼接式方案带来的新挑战不可忽视。模块数量增加会抬高封装互连、测试验证与系统可靠性的复杂度,多个高热密度部件紧密集成后,散热与供电设计必须整体重构,若处理不当将影响稳定性与能效表现。更重要的是,在对体积、重量和续航极为敏感的移动终端领域,单纯依靠增大封装面积与系统规模并不可行,持续推进电路微缩与能效提升仍是绕不开的关键任务。 对策——以“软硬协同+工程化”夯实自主计算平台底座 在李国杰看来,芯片只是算力平台的“基础承载”,能否释放真实能力还取决于底层软件与开发生态的成熟度。他强调,重构本土计算平台的底层软件体系、指令与运行环境,工程量与复杂度往往超过“做出几块高端芯片”的直观想象。国际上部分科技企业能够在特定领域形成软硬协同优势,正是长期投入、持续迭代、吸引开发者共同完善生态的结果。 据此,业内普遍认为下一阶段应在几上形成合力:一是坚持产业链协同攻关,围绕关键装备、关键材料、核心工艺与量产管理能力,形成可持续迭代的工程体系;二是推动先进封装、芯粒化、互连标准与系统级设计能力建设,以适配数据中心、超算等需求;三是强化软件栈与工具链的协同完善,包括编译器、运行时、调度系统与开发框架,提升算力可用性与迁移效率;四是以应用牵引带动验证迭代,超算、科学计算、工业仿真等场景中形成“用起来—改进—再迭代”的闭环。 前景——从“节点竞赛”转向“体系竞争”,以长期主义塑造新优势 当前全球先进制造竞争已从单一制程节点的比拼,延伸至架构创新、封装互连、软硬协同与规模化工程能力的综合较量。业内判断,国内在面向超算与数据中心的系统集成、应用场景和工程组织上具备拓展空间,通过“制造能力提升+系统级创新+软件生态建设”多线并进,有望在部分领域形成可复制的竞争力。同时也要看到,先进制程的突破具有长期性、复杂性,需要稳定投入、持续验证与产业生态共同成熟,急功近利难以达成根本性跨越。
半导体产业竞争归根结底是综合科技能力的较量。面对新的国际技术博弈形势,既要保持定力,认识到追赶超越的长期性,也要在关键核心技术上持续投入、进行。只有夯实基础研究、完善产业生态、培养高端人才协同发力,才能在未来科技竞争中掌握主动,为数字中国建设打下更牢固的基础。