华为新款手机爆火，“中国芯”由自主创新托起

一句“遥遥领先”，引发诸多遐想。自今年8月华为新款手机发售以来，有关华为手机芯片的讨论热度持续攀升，有消费者在社交平台表示：“华为终于有自己的芯片了！”

全球半导体行业观察机构TechInsights发布的华为新款手机拆解报告显示，华为Mate60 Pro采用新型麒麟9000s芯片，该芯片运用了7纳米工艺。TechInsights相关负责人认为，华为在自研芯片方面取得重大成果，这对中国的设计和制造具有重要意义。

集成电路：自给率逐步提升

近年来，受芯片技术封锁影响，我国以自主创新为根基，增强芯片产业的自主可控能力与竞争力。围绕芯片自主创新的长远目标，《“十四五”国家信息化规划》明确实施“加快集成电路关键技术攻关”的重大任务与重点工程。《“十四五”国家知识产权保护和运用规划》提出，要强化人工智能、量子信息、集成电路、基础软件等领域的自主知识产权创造与储备。

专家指出，我国是全球最大的芯片市场之一。在国家推动集成电路产业发展的相关政策引导下，我国芯片相关企业迅速崛起，愈发重视技术创新及知识产权布局，促使产业链的自给率逐年提高。

上海硅知识产权交易中心、中国半导体行业协会知识产权工作部联合发布的《2022年度中国集成电路行业知识产权年度报告》表明，2022年中国集成电路产业销售规模超过12万亿元，技术创新和知识产权正成为中国集成电路产业链参与国际合作竞争的新着力点。

据统计，2022年集成电路领域，我国公开的专利达6.05万件，其中发明专利4.84万件，约占该领域全年公开专利的80%，实用新型专利1.21万件，约占20%。从细分产业链领域专利分布情况来看，作为产业龙头的集成电路设计相关专利数量最多，为3.26万件，其次是制造和封测领域专利，分别为1.85万件、1.21万件。

我国集成电路产业的创新创造能力不断提升，但需注意的是，中国企业的国际化专利布局仍较为薄弱。上海硅知识产权交易中心总经理、中国半导体行业协会知识产权工作部执行副部长徐步路表示：“为更好地参与国际市场竞争，我国企业应积极开展国内外专利布局，加强行业和企业知识产权体制机制建设，通过知识产权运营，把握国际高价值专利的交易时机，获取基础性专利，同时盘活企业存量专利资产。”

光刻机：需突破技术难题

在集成电路设计方面，我国具备一定技术积累，但近年来制造芯片的光刻机成为制约产业发展的“卡脖子”环节。

一片如指甲盖大小的芯片，布满100多亿个晶体管，这需要光刻机在特定波长光线的作用下，将设计在掩膜版上的集成电路图形刻到硅片表面的光刻胶上，再将晶体管放入刻好的凹槽中。光刻精度越高，刻出的槽越小，能放置的晶体管就越多，芯片性能也随之提升。

以麒麟9000s芯片的工艺为例，每个晶体管之间7纳米的宽度，相当于1根头发丝的万分之一，如此才能容纳上百亿的晶体管，其工艺制程精度之高可见一斑。

28纳米、14纳米、5纳米、3纳米……随着人们对电子装备性能要求的不断提高，芯片工艺不断突破极限。英特尔创始人之一戈登·摩尔提出的“摩尔定律”指出，集成电路上可容纳的晶体管数目大约每经过18个月到24个月便会增加一倍。也就是说，处理器的性能大约每两年翻一番。

光刻技术的发展成就了“摩尔定律”。业界专家表示，光刻机由三大核心系统、数万个零件构成，是产业链各环节顶尖公司共同合作的成果。例如，一台阿斯麦公司的EUV（极紫外线）光刻机，由全球近800家供应商的多个模块和数十万个零件组成，技术壁垒极高。2022年我国光刻机进口额约40亿美元。

在国外技术封锁的情况下，光刻机存在断供风险，国产光刻机的需求日益迫切。中航证券有限公司研究团队表示：“目前我国光刻机的三大核心壁垒分别为光源、光学、工件台，急需整合各方力量，发挥各科研院所的优势，推动阶段性成果逐步落地，以实现产业化发展。”

光源系统：致力实现国产化

光源系统为光刻机提供曝光能量。当前，全球广泛应用的是DUV（深紫外线）和EUV两种光刻机，前者的光源为深紫外光，后者的光源为极紫外光。此前，这两种光源系统均被国外企业掌控。

面对技术“卡脖子”问题，近年来，中国科学院微电子所控股、亦庄国投、华为哈勃投资的科益虹源，成为国内唯一、全球第三家从事光刻准分子激光技术全链条研发和产业化的公司，打破了准分子激光器探索深紫外光谱技术的海外垄断。

随着工艺节点的发展，产业企业联合研发的第五代EUV光刻机，使用13.5纳米的极紫外光，比DUV光短14倍以上。如今，主流的EUV光源由荷兰阿斯麦公司、德国通快、德国蔡司共同打造。

在EUV光刻机断供的现状下，清华大学提出了新的解决方案，即稳态微聚束（SSMB）技术。研发团队围绕SSMB - EUV光源方案，提交了“电子束团储存环以及具有该电子束团储存环的极紫外光源”专利申请，并于2020年获得授权。

通俗来讲，新的解决方案就如同别人在跑步机上跑步，我们自己建造圆形跑道，在跑道上跑步，虽然实现方式不同，但能达到相同的目的。此外，清华大学还在2021年11月提交了“电子束团注入系统和极紫外光源”专利申请。可以期待，国产光刻机将带来惊喜！

随着市场竞争的加剧和技术演进的加快，为应对操作系统的安全性和自主可控等一系列挑战，华为推出了自主研发的鸿蒙系统，并加速构建自主可控的生态产业链。

不久前，在2023世界计算大会论坛上，华为相关负责人呼吁，在夯实芯片制造工艺等基础上，要坚定地打造自主的计算产业生态，通过生态繁荣实现可持续发展。目前，湖南首创“两芯一生态”体系（即飞腾芯片 + 鲲鹏芯片 + 麒麟操作系统），为我国发展自主安全的计算产业探索出一条全新的技术路径。

打造芯片产业创新生态、实现可持续发展离不开人才培养。徐步路建议，应完善知识产权实战化智库建设，加强对集成电路、人工智能、量子计算机等前沿领域的知识产权研究和跟踪，形成良好的实务理念，培养知识产权复合型人才，助力企业参与国际竞争。