芯片产业国际标准化趋势及对我国芯片标准国际化发展的影响.pdf
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1、10标 准 科 学 2024年4期基金项目:本文受国家市场监督管理总局标准创新管理专项(项目编号:2013811)和2022年度上海市标准化推进专项资金项目 (项目编号:2022-A-0977)资助。作者简介:姜冠男,硕士,工程师,主要从事国际标准化研究工作。施琴,硕士,正高级工程师,主要从事国际标准化、质量和标准化研究工作。摘要:芯片产业是大国博弈的重点产业,芯片标准是芯片产业国际竞争力的重要方面。近年来美国和欧盟等国家和地区大力推进本土芯片产业发展,并联合打压我国芯片产业。芯片标准尚未能支持技术和产业破局。本文研究国际和美国及欧盟等主要国家和地区推进芯片产业标准化发展的战略和举措,并结合我
2、国芯片产业和标准化情况,分析国际芯片产业标准化趋势对我国芯片标准国际化发展的影响,提出提升我国芯片产业标准国际竞争力的建议,旨在以标准助力我国芯片产业发展。关键词:芯片产业,国际标准化,标准国际竞争力DOI编码:10.3969/j.issn.1674-5698.2024.04.002International Standardization Trend of Chip Industry and Its Impact on Development of Chip StandardsJIANG Guan-nan SHI Qin(Shanghai Institute of Quality and S
3、tandardization)Abstract:The chip industry is of vital importance to a countrys competitiveness,and chip standard is a significant factor to evaluate international competitiveness of the industry.In recent years,the United States,Europe and other countries and regions in the global chip industry chai
4、n have taken actions to facilitate the development of the chip industry.This paper studies the strategies and measures taken by concerned countries to enhance their standardization in the chip industry,and analyzes the trend and subsequent impact on Chinas chip industry and international standardiza
5、tion,with the aim to improve the international competitiveness of Chinas chip standards.Keywords:chip industry,international standardization,international competitiveness芯片产业国际标准化趋势及对我国芯片标准国际化发展的影响姜冠男 施 琴(上海市质量和标准化研究院)学术研讨11STANDARD SCIENCE2024,No.40 引 言芯片产业是我国实现高水平科技自立自强的关键所在,具有重要战略意义。芯片标准是科技竞争的重点之
6、一,是奠定产业国际竞争力的关键一环。芯片领域技术发展迅速、标准竞争激烈,美国和欧盟等国家和地区对于芯片技术和标准给予极高重视,将其作为大国博弈的重点领域。近年来我国芯片产业发展迅速,引起美国对于自身科技领先地位的担忧,因而主导实施了对华科技封锁策略。标准作为技术载体,支撑关键技术破局功能尚未能充分发挥,需要以战略视角重视和布局,使标准与技术“齐头并进”。本文梳理国际芯片产业标准化情况,重点研究美国和欧盟等主要国家和地区推进芯片产业标准化发展的战略和举措,分析对我国芯片产业国际标准化的影响,进而提出提升我国芯片产业标准国际竞争力的相关建议,为标准助力我国芯片产业发展提供支撑。1 国际及主要国家和
7、地区芯片产业政策 和标准化现状1.1 国际标准组织芯片产业标准现状芯片产业链主要包括设计、制造、封装和测试等环节,涉及知识产权、软件、材料、设备等众多方面。因其具有高度复杂性1,国际上没有一个国家或组织可以覆盖产业链上下游所有环节,也尚未有标准组织开发出完整的标准体系。国际上芯片标准组织的标准均专注于产业链中的一部分。目前,应用广泛的主流标准来自国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)和若干具有国际影响力的专业技术组织,涵盖了产业链的众多环节。ISO的工作中,与芯片密切相关的主要是ISO/IEC联合技术委员会JTC 1“信息技术”下设的分技术委员会(SC 17)“个人身份证明和识别卡
8、”、SC 31“自动识别和数据捕获技术”,分别涉及身份识别、数据识别和捕获。SC 17秘书处由英国担任,已发布121项ISO标准,另有31项在研;美国现担任SC 31秘书处,已发布135项ISO标准,另有21项在研。除JTC 1外,IEC的芯片标准研究主要包括TC 46/SC 46F“射频和微波无源元件”和TC 47“半导体器件”2,3的工作。TC 46/SC 46F由美国担任秘书处,已发布IEC标准135项,另有12项在研。TC 47秘书处由韩国担任,其下设4个分技术委员会:集成电路、半导体器件封装、分立半导体器件、微机电系统,已发布IEC标准144项,另有17项在研。国际上芯片企业主要遵循
9、和参与较多的标准组织包括:国际半导体产业协会(SEMI)和固态技术协会(JEDEC),具有全球广泛影响力;SD存储卡协会(SD Association)主要制定存储卡标准;汽车电子协会(AEC)制定并推广汽车电子元器件标准;电气与电子工程师协会(IEEE)的相关技术委员会制定集成电路设计、射频识别、传感器和传感系统等方面的技术标准;通用芯粒高速互连联盟(UCIe)推广芯粒(Chiplet)接口规范标准(UCIe 1.0)。此外,还有国际Wi-Fi联盟组织、蓝牙技术联盟等组织管理着全球广泛应用的测试认证和商标授权。值得注意的是,技术自主性对于芯片标准发展有着决定性影响,目前,在国际主要芯片标准组
10、织中,深度参与、话语权较高的国家和企业多是在技术上发展较早、技术底蕴较深厚,对于国际芯片标准的制定和采用具有强大的影响力。1.2 美国芯片产业政策及标准化发展现状美国的芯片产业政策主要体现两大核心方针,一是大力推进芯片产业本土化发展;二是强力打压他国芯片产业发展。为推进芯片产业本土化发展,美国先后提出美国晶圆代工法案 促进美国制造半导体法案等提案,力图掌握全球半导体供应链主导权。2021年2月,美国针对包括半导体在内的4种关键产品开展为期100天的供应链审查。后在其百日审查报告中4,提出一系列措施支持美国本土芯片制造。2022年8月,美国出台具有历史意义的芯片和科学法案5,提出三大重点措施:为
11、美国本土的芯片研发和制造提供高达527亿美元的巨额补贴;为在美国建设半导体制造设施的企业提供25%的投资税收抵免;提供巨额资金激励美国多个领域科技创新。2023年5月,美国发布 关键和新兴技术Academic Discussion12标 准 科 学 2024年4期国家标准战略6,再次指出半导体和微电子是对美国竞争力和国家安全至关重要的新兴技术重点领域之一,要求推动公私合作在该领域制定高质量的标准。同时,为打压他国芯片产业发展,美国也采取了一系列的措施,包括单边制裁、立法限制、出口管制、投资审查等。2018年起,美国就以“国家安全”为借口,针对我国华为和中兴芯片采取了一系列的单边制裁措施。芯片和
12、科学法案中设置了严格的资金“护栏”限制,禁止受资助企业在10年内在中国扩大或升级先进芯片产能。2022年起,美国政府大幅扩大了针对中国芯片行业的出口管制,陆续公布了针对先进计算和半导体制造的广泛出口管制新规7,全面限制向中国出口先进芯片和芯片制造工具及技术。2023年8月,美国再次发布行政令8,对半导体和微电子等领域设立对外投资审查机制。这一系列的措施,都充分体现了美国对华科技封锁的“小院高墙”策略9。在标准化方面,美国芯片和科学法案集中体现了推动本土芯片产业标准化策略10:一是高度重视国际标准化发展,通过商务部及其下属机构国家标准与技术研究院(NIST),加强政府在标准化工作中的参与甚至主导
13、;二是大力资助标准化研究,特别是通过NIST牵头,在测量技术和标准化预研方面夯实技术基础;三是支持和激励芯片应用和标准化需求领域研究,包括云计算、人工智能、先进通信、生物识别等多个领域。NIST作为领导芯片法案实施的主要政府机构,大力配合白宫的产业政策,迅速推进芯片标准相关研究。一方面,通过制定标准化策略11、领导实施芯片计划、开展公私合作等途径,为芯片标准研发奠定技术优势。另一方面,建立国家半导体技术中心(NSTC)12,通过NSTC整合资源直接协调标准的制定,以及与标准组织的协调合作。据查询,截至2023年底,已批准的芯片直接相关美国国家标准约40项。虽然从国家标准数量上看并不多,且主要为
14、采用ISO/IEC国际标准;但是实际上,由于芯片标准主要由市场驱动,而美国众多半导体和芯片企业已深度参与到SEMI、JEDEC等主要标准组织的活动和标准研制中,已经在行业应用中形成广泛采用的国际性标准,占据了较高的标准话语权。1.3 欧盟芯片产业政策及标准化发展现状欧盟持续实施的一系列科技创新资金资助计划,包括“欧洲地平线”和“数字欧洲”等,均对芯片相关的项目研究提供资助。2020年12月,欧盟22个成员国签署了 关于处理器和半导体技术的联合声明13,承诺共同加强处理器和半导体生态系统,提高欧洲先进芯片的设计和制造能力。2023年9月,欧洲芯片法案14正式生效。该法案设定了到2030年将欧洲芯
15、片产量提升4倍,在全球芯片制造业中的份额提高到20%的目标,预计动员超过430亿欧元的公私投资。法案重点提出三大支柱:第一支柱“欧洲芯片倡议”,主要是整合欧盟、成员国和私营部门的资源,支持尖端芯片技术能力建设和创新,并支持初创企业和中小企业。第二支柱“供应链安全”,核心目标是建立一个确保供应安全的框架,支持两种新型创新生产设施,“综合生产设施”用于垂直整合芯片设计、制造、先进封装,服务于自身市场;“开放式欧盟代工厂”用于提供代工产能。第三支柱“监测和危机应对”,重点在于发生危机预警时,欧盟有权要求相关企业接受和执行优先级订单,以保障欧洲市场内部的需求。欧洲芯片法案中提出了欧洲芯片产业标准化方针
16、,包括:与成员国和私营机构合作,并在欧洲标准化组织的支持下制定芯片采购的共同要求;加强半导体生态系统,推动关于处理器和半导体技术的联合声明实施等。其中最值得关注的是,法案将标准与认证紧密联系起来,强调围绕芯片安全性和可靠性认证制定标准,提出绿色、安全、可信芯片证书政策,这将有利于欧盟利用芯片技术和知识产权优势提高准入标准。在标准数量上,欧洲标准化委员会(CEN)和欧洲电工标准化委员会(CENELEC)围绕芯片、半导体、集成电路等研制274项标准,涵盖集成电路、半导体器件机械标准化、分立半导体器件、微机电系统等多个领域。1.4 国际芯片产业合作与特点趋势学术研讨13STANDARD SCIENC
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