奔腾处理器之父维诺德•达姆解说印度对于半导体晶圆厂的计划

近年来的半导体短缺表明，它对全球经济是多么重要的资源。全球供应链的中断加剧了这种短缺，导致该领域的国家加大了制造力度，而一些没有制造设施的国家决定建立制造设施。虽然晚了，但印度于2021年12月15日通过印度半导体任务(ISM)将aatmanirbharharat的愿景扩展到半导体芯片，该计划的财政支出为7600亿卢比。多年来，印度一直梦想大规模生产芯片，为了帮助实现这一目标，印度为ISM成立了一个咨询委员会。该委员会的成员之一是被称为“奔腾芯片之父”的维诺德·达姆。72岁的辛格在接受采访时表示，建立半导体制造业是一项艰巨的任务，他详细介绍了印度为实现这一目标所付出的集体努力。

问:印度政府宣布半导体计划已经一年了。到目前为止进展如何?

答: ISM由半导体和显示器行业的全球专家领导。它作为节点机构，有效和顺利地实施建立半导体和显示晶圆厂的计划。我们已经收到了在芯片工厂，显示工厂，包装和设计领域的几项建议。这些都是在不同阶段的尽职调查，以确定批准的合适和合格资格。已经成立了几个咨询工作组，以加快尽职调查的步伐。每个小组都有关键的领域专家，他们在提案上有自己的专业知识。考虑到这个计划最近才推出，我相信迄今为止已经取得了很好的进展。

我不能告诉你收到的提案的批准情况，但考虑到这是“不可能的任务”，我们共同承诺让它成为“可能的任务”。我对我们迄今取得的进展感到高兴。

问:每个政府都要花这么长时间来呼吁晶圆厂吗?

答:让我给你介绍一个最新的参考资料。作为半导体世界的领导者，美国通过了《美国芯片法案》(《为生产半导体和科学创造有益激励措施的2022年法案》)，投资2800亿美元，以提高美国半导体产能，促进研发，创建区域高科技中心和更大、更包容的STEM劳动力队伍。该法案于2020年6月首次提出，并于2022年8月获得批准。即使是这个领先的半导体国家，也需要十年或更长的时间来实施该方案和计划。

同样，印度联邦内阁于2021年12月15日批准了“Semicon印度计划”，以发展印度的半导体和显示器制造生态系统。然而，由于我们在印度——出于所有实际目的——从零开始建设一个全新的行业，我们面临着一个更复杂的任务。今天，在印度，我们甚至没有足够的有半导体知识的技术人员。考虑到我们面临的任务的规模和广度，我认为我们开始在许多方面取得良好进展。但这项工作不适合胆小的人。而且需要很长的时间——几十年——才能赶上并达到可持续的阈值。但就像我之前说的，如果我们不想被排除在外，我们现在就必须开始行动。

从现在开始，通常情况下，一旦计划完成，应该需要两到三年的时间来建造晶圆厂。

问:政府修改了计划，增加了对化合物半导体、传感器晶圆厂等的激励。你对此举有何理解?

答:随着我们深入了解印度的产品需求以及印度未来可能服务的全球半导体市场，我们清楚地看到，即使是更高的节点和其他工艺技术，对印度半导体使命的成功也至关重要。一旦这一点引起了我们精明的部长们的注意，他们迅速采取行动，改变了规则，以确保他们所有人(对半导体晶圆厂)都能获得50%的固定激励。

在与技术相关的事务中，让领导者理解并理解处理技术相关问题的细微差别，以便及时获得最佳结果，这一点尤为重要。莫迪总理任命了两位非常能干的部长——电子和信息技术部部长ashwini Vaishnaw和国务部长Rajeev Chandrasekhar。据我回忆，这是第一次被指派执行这一关键任务的两位部长都有技术背景。此外，两人都拥有商学学位。

这两位政府领导人迅速掌握了与我们面临的挑战相关的问题，并以初创企业的速度在各部门内部解决这些问题。在过去的40年里，我一直在与印度政府的各种官员打交道，但现在我看到了明显的积极变化……真正的激情和热情来解决问题，并以“能行”的态度快速前进。我希望这种情况能继续下去，不受起起伏伏的影响。

问:在印度，我们没有一个晶圆厂生态系统。我们将不得不从头开始建造一切。我们需要解决哪些挑战?

答:这是一个很复杂的问题，包括我在与部长们会晤时讨论的一些问题。印度需要解决许多挑战，以建立和发展一个晶圆厂生态系统。

首先，“晶圆厂”——一个用来描述半导体制造设施的术语——需要位于一个空间很大的地方。出于经济原因，建立一个相互靠近的晶圆厂集群更具成本效益。这个位置应该有很好的水供应，因为晶圆厂是大耗水者。此外，除了定期维护外，电力供应必须全年365天全天候不间断。这种电源应该没有任何故障，因为一些用于制造当今芯片的半导体设备需要无故障电源。该地点应该在一个免受自然灾害的地方，尤其是地震，不幸的是，地震会对数十亿美元的fab和设备造成不可挽回的损失。在印度，基础设施仍未完全发展，通关有时需要数周时间，因此，出口到印度以外地区所需的关键零部件的机场和海关必须紧挨着晶圆厂集群以及组装、测试和包装设施。

此外，半导体晶圆厂和后端(组装、测试和包装)所在的区域应该受到法律保护，不受罢工和不必要的休假规定的影响，以增强在全球市场上的竞争力。

此外，由于最先进的晶圆厂可能需要长达5年的时间才能投入全面生产，不仅需要充分的资金以按时完成工作，而且还应该365天24小时部署劳动力，以确保晶圆厂尽快准备就绪。晶圆厂本质上是资本密集型的，快速产生利润是其实施的一个基本考虑因素。

除了定位和建造结构，我们还需要各种高纯度气体和晶圆来制造芯片。最初，我们将不得不从国外进口这些原材料，但随着时间的推移，我们可以将其中一些带入国内。

比建造晶圆厂更大的挑战是“填满晶圆厂”——我们需要非常大量的芯片来充分利用晶圆厂的产能。如果晶圆厂不以超过90%的产能24小时运行，由于产能利用率不佳，芯片成本将上升，使我们的产品失去竞争力。

问:在你看来，印度应该着眼于哪些技术或节点来开启其晶圆厂之旅?

答:技术节点(也称为工艺节点)是指一组特定的工艺设计规则，使技术能够收缩到下一个可行的一代。节点越小，特征尺寸就越小，产生的晶体管就越小，速度更快，能效更高。但制造芯片的成本更高，因为用于定义更小维度的设备成本飙升。在过去的50年里，工艺技术已经发展了几十次。多亏了摩尔定律，我的导师——英特尔的联合创始人戈登·摩尔在20世纪60年代提出的一项观察，我们已经能够每两到三年将芯片的尺寸缩小一半。

选择正确的技术节点既取决于我们最初为国内晶圆厂选择的产品，也取决于这些功能在未来几年和几十年的性能、功耗和成本需求。此外，请记住，我们国内的晶圆厂产能不仅能满足我们国内需求，而且有望满足快速增长的全球半导体市场的一些出口需求。全球半导体市场预计将从现在的5000亿美元(花了50年时间)增加一倍，到未来10年达到1万亿美元。

如今，芯片的制造已经从180纳米(纳米)的旧技术发展到3-5纳米的最先进技术，用于构建用于云计算的高性能计算机。对于印度未来的大部分需求，28纳米似乎是最佳点，但目前，65纳米及以下的任何产品都将是一个良好的开端。例如，未来十年增长最强劲的领域可能是汽车行业，预计未来十年汽车需求将增长两倍。据估计，65纳米及以下的技术可以满足大部分汽车需求。

然而，还有很多繁重的工作要做，或许需要出台新一轮的激励措施，鼓励国内产品设计公司开始为汽车、通信和工业领域生产国产手机、笔记本电脑、台式机、服务器、路由器和其他产品，以取代进口产品。

我们要鼓励本土企业打造像小米、Oppo、诺基亚、华为、联想、戴尔这样的本土企业。这些原始设备制造商应该得到本地设计的芯片供应的支持。因此，我们还需要在印度创建像联发科、博通、高通和Marvell这样的无晶圆厂设计公司。更有挑战性的是，这两套活动——设计和制造设备，以及设计用于这些设备的本地芯片——现在就需要携手开始，这样我们就有足够的本地设计的芯片，在我们的晶片厂准备生产时及时供应。

问:为了避免重蹈覆辙，印度应该注意哪些事情?

答:坦率地说，我不知道印度最近在本国制造芯片方面犯了什么错误。据我所知，印度政府从未制定过这样的计划，鼓励在印度建立半导体工厂。然而，如果我不分享一个鲜为人知的秘密，那就是我的疏忽。这个秘密是已故的Gurpreet Singh与我分享的，他是大陆设备印度有限公司(CDIL)的创始人，自1964年以来一直在德里和法里达巴德制造硅芯片和设备的先驱(他一直在制造半导体)。CDIL是我最初认识的;这是我开始职业生涯的地方，也是我爱上半导体技术的地方。不久前，Gurpreet Singh告诉我，英特尔(Intel)联合创始人罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)曾在1969年访问印度，探讨在印度建立半导体制造厂的机会。不幸的是，政府告诉他，他只能建立一个不超过数十万个芯片的晶圆厂，(这)是完全不可能的。我经常在想，如果当时我们允许英特尔在印度建厂，台湾和中国大陆的局势会发生怎样的转变!

然而，在开启这一至关重要的旅程时，印度应该牢记许多事情。半导体工艺技术不是一成不变的;节点是移动的目标。因此，每当这个过程需要转移到下一代时，都需要大量的资本投资。私营企业，尤其是印度的私营企业，回避资本密集型项目，青睐快速投资回报的业务，这种业务在软件领域，尤其是软件服务领域比比皆是。因此，印度政府必须在继续支持半导体生态系统和相关产业扩散的投资方面发挥重要作用。

此外，如果你分析一下美国最近根据CHIPS法案批准的2800亿美元，你会发现其中大部分都被分配给了研发。在这里，新的工艺、材料和技术得到创新，以继续我们在过去50年里在技术上取得的快速进步。ISM一直在探索建立一个研发中心的机会，以开发知识产权，并在新的芯片和封装技术上追赶世界其他地区。

最后但并非最不重要的是，印度缺乏半导体技术。尽管我们有成千上万的设计工程师目前在印度与世界顶级跨国半导体公司的名人合作，但几乎没有任何受过器件物理和工艺技术知识培训的半导体工程师，这些知识对于设计工程师设计的芯片的制造和制造是必不可少的。再一次，ISM已经把焦点放在了这个问题上，许多平行的努力已经开始着手解决这个问题。

半导体产业始于50年前，从那时起一直在迅速发展。我们进入这个领域的时间晚了几十年，所以至少可以说，创造一个全新的半导体领域的工作是艰巨的。我们别无选择，只能接受这一巨大挑战，因为它对印度未来的经济繁荣和国防至关重要。

创建一个完整的半导体生态系统这一复杂而多方面的任务将需要很长时间才能建立起来。要取得成功，就要有耐心，要有坚忍不拔的毅力，要有风风雨雨的毅力。