陈光.以应用牵引驱动集成电路产业 高水平自立自强[J].今日科苑,2025(9):4-6
当前,以人工智能、智能终端、自动驾驶等为代表的新一代信息技术加速融合演进,推动全球算力需求呈指数式增长,集成电路产业也随之被推向全球科技竞争的战略高点。随着新兴应用对高性能芯片需求的持续攀升,我国集成电路产业在迎来重大发展机遇的同时,面临着供应链关键环节的严峻挑战。面对日益严峻的“卡脖子” 风险,亟需把握新一轮科技革命机遇,充分发挥我国市场规模优势,以应用需求为牵引,着力构建需求导向的创新体系,加快突破关键核心技术瓶颈,推动产业实现高水平自立自强。
1 集成电路成为科技竞争战略高地
全球科技竞争格局中,集成电路产业已超越传统制造业范畴,成为数字经济发展的核心引擎。随着其战略价值不断提升,集成电路产业已成为各国竞相布局的关键战略领域。
在国家安全层面,集成电路已从技术要素升级为战略安全要素。现代军事信息化系统及电网、金融、能源等关键基础设施均依赖于高性能芯片。美国通过《芯片与科学法案》2024 年又新增对 24 种半导体制造设备及 3 类开发软件的出口限制,迫使全球产业链上的企业“选边站”,使技术竞争演变为国家安全博弈。
在产业链安全层面,集成电路的基础性地位持续强化,其稳定供应直接关系到现代产业体系的运行效率。根据美国半导体行业协会数据,2024 年全球半导体销售额达到 6305 亿美元,预计 2025 年全球半导体行业销售额将增至 7010 亿美元,反映了各行业对算力需求的持续提升。全球产业格局已形成深度技术垄断与高度专业化分工并存的态势,任何环节的中断都可能引发系统性影响。
在技术主权层面,集成电路领域存在显著的技术壁垒和生态垄断。在设备方面,荷兰 ASML公司独揽 EUV 光刻机市场,并与美日企业共同构筑了光刻 核心技术壁垒。 在先进制程方面,GAAFET等先进结构所需软件的禁运,导致国内3nm 以下芯片的研发受阻。技术体系的复杂性和产业生态的深度整合,使得集成电路成为影响我国科技自立自强发展的关键领域。
在发展驱动层面,集成电路是构建现代化产业的重要力量,是科技强国迈向产业强国的战略必须。作为战略性、基础性产业,集成电路的技术突破是撬动产业整体升级的关键杠杆。一方面,它是培育新质生产力的核心,为人工智能、新能源等新兴产业提供底层算力,也为传统制造业数智化转型注入动能。另一方面,以集成电路为突破口,能够牵引设计、制造、封测、设备、材料全链条协同创新,从而带动高端仪器、基础软件等薄弱环节整体强化,助力构建自主可控的现代化产业体系,实现从点的突破到面的跃升。
2 产品断供倒逼自主创新与系统突围
作为新一代信息技术的核心,集成电路产业的发展水平直接关系到国家经济安全和产业竞争力。然而近年来频发的产品断供事件,不仅揭示了产业存在的短板,更倒逼国内企业加速全栈技术创新与系统级突破。
在硬件制造环节,高性能芯片的发展受到全产业链制约。我国在 5nm 及以下先进制程工艺技术上尚未完全突破,在2.5D/3D 等高端封装技术的经验相对不足。此外,芯片制造所需的高端石英砂等矿物资源仍需要从德国、马来西亚等国进口,资源自主保障能力亟待加强。为应对这些瓶颈,产业界正探索通过系统架构创新实现效能跨越的路径。
在软件工具层面,EDA 等工业软件同样受制于人。目前,全球EDA市场被 Synopsys、Cadence和 Siemens 三大公司主导,国产EDA 工具在全流程完整性、核心算法及产业生态方面仍面临挑战。为此,国内企业从构建自主软硬件协同生态的高度进行布局,通过提供开放的编程模型和丰富的算子库,逐步培育本土应用生态,从而降低对国外技术体系的深层次依赖。
产品断供所暴露的不仅是单一技术环节的缺失,更是整个产业生态的系统性短板。集成电路产业已经形成一个高度全球化、专业分工细致的复杂系统,任何环节的缺失都可能对产业安全构成威胁。必须以全局视角审视产业链各环节的关联性,通过硬件与软件协同、上游与下游联动、技术与生态并重的系统性突破,才能从根本上解决“卡脖子”问题,实现集成电路产业的高质量发展。
3 以应用牵引构建自主可控发展格局
面对集成电路产业的全链条竞争态势,需要创新发展战略,构建以应用牵引为核心的发展格局。充分发挥我国超大规模市场优势,以明确的应用需求为导向,通过需求侧驱动供给侧,实现从技术迭代到生态构建的全面突破。这既是贯彻国家关于完善新型举国体制、突破关键核心技术的战略实践,也是通过场景驱动赢得发展主动权的必然选择。必须在关键环节采取超常规措施,强化目标牵引和需求导向,打破路径依赖和制度惯性,集中优势力量实现系统性突破。
一是建立需求导向的市场驱动与场景开放机制。我国在新能源汽车、人工智能、工业互联网等领域具有显著的市场规模优势,这些领域为芯片技术创新提供了明确的导向。应加大高价值应用场景建设和开放力度,以重大场景牵引协同攻关。围绕国家“人工智能 + ”行动等重大部署,推动国有企业主动开放主业场景,吸引各类芯片企业参与,完善场景资源的公平高效配置规则; 建立覆盖首轮流片、批量试产到规模应用的全链条风险补偿与保险机制,加大国产芯片政府采购力度,支持国产芯片完成“技术突破—场景验证—产业应用—体系升级”的良性闭环。
二是完善以“芯机联动”为核心的协同创新体系。突破产业链条长的挑战,关键在于创新产业组织模式。组织芯片企业与整机用户组建创新联合体,开展从产品定义到应用验证的全流程协同,整合基础研究、技术攻关、成果转化等全链条资源,共建共享概念验证、中试验证平台,降低产品进入高端市场的门槛;建立跨产业链标准与知识产权联盟,鼓励终端企业与芯片企业联合定义行业标准,加速国产技术方案融入并主导产业生态。
三是培育面向“人工智能 + ”与未来产业的创新生态。应用牵引的目标是构建持续演进、自主可控的产业生态。抢抓人工智能带来的范式重构机遇,以国产 AI 芯片为核心,协同打造从框架、模型到服务的完整工具链,形成与国际主流生态并行的新体系;布局前沿架构,推动其与未来产业融合,在脑机接口、具身智能等新赛道,鼓励开展芯片、算法一体化的系统级创新;夯实可持续创新的人才与数据基础,推动产学研在真实场景中培养复合型人才,探索基于重大场景的高质量数据资源有序开放,为芯片设计优化提供核心支撑。
参考文献略,内容有精简
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