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半導(dǎo)體/PCB
人民日報:中國芯片技術(shù)有望趕超國外!
星之球科技 來源:中國半導(dǎo)體論壇2017-08-20 我要評論(0 )
工作速度是英特爾最先進(jìn)的14納米商用硅材料晶體管速度的3倍,而能耗只是其四分之一。這是北京大學(xué)教授彭練矛帶領(lǐng)團(tuán)隊前不久研制
工作速度是英特爾最先進(jìn)的14納米商用硅材料晶體管速度的3倍,而能耗只是其四分之一。這是北京大學(xué)教授彭練矛帶領(lǐng)團(tuán)隊前不久研制出的碳納米晶體管優(yōu)異的性能指標(biāo),意味著中國科學(xué)家有可能研制出以此類晶體管為元器件的商用碳基芯片,有望在芯片研制技術(shù)上趕超國外同行。
研制出碳納米晶體管無疑是我國科學(xué)家奮力追趕世界先進(jìn)水平的征途中取得的一個重大勝利,是中國信息科技發(fā)展的一座新里程碑。從進(jìn)入新世紀(jì)以來,特別是2008年以來,中國致力于打造自己的高端芯片產(chǎn)業(yè)鏈。經(jīng)過持之以恒的努力,中國芯片的研發(fā)不僅取得了階段性成果,而且在國際芯片最前沿的碳納米晶體管研制領(lǐng)域取得了重大成果,為向世界一流水平邁進(jìn)奠定了堅實基礎(chǔ)。
現(xiàn)代信息社會的根基
“芯片”是我們耳熟能詳?shù)默F(xiàn)代信息科技熱詞之一,但它究竟是什么呢?在沒有回答這些問題之前,讓我們先熟悉一下“集成電路”。“集成電路”是一種微型電子器件或部件。人們采用一定工藝,把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連在一起,制作在一小塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上,然后封裝在一個管殼內(nèi),成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu),使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進(jìn)一大步。“芯片”一般是指集成電路的載體,是集成電路經(jīng)過設(shè)計、制造、封裝、測試后的結(jié)果??梢哉f,“集成電路”和“芯片”所指的內(nèi)容本質(zhì)上是一致的,只是描述的重點和角度不同,前者強調(diào)的是電路的設(shè)計和布局布線,后者則強調(diào)電路的集成、生產(chǎn)和封裝。因此也可以說,中國芯片的發(fā)展歷程和水平就是中國集成電路的發(fā)展歷程和水平。
“芯片強則產(chǎn)業(yè)強,芯片興則經(jīng)濟(jì)興,沒有高端芯片就沒有真正的產(chǎn)業(yè)安全和國家安全。”這是中國科學(xué)院微電子研究所所長葉甜春對芯片重要性的清晰認(rèn)知和高度概括。他說,在當(dāng)今信息時代,集成電路技術(shù)是最重要、最基礎(chǔ)的技術(shù),可以說是信息時代的基石。無論是計算機、手機、家電,還是汽車、高鐵、電網(wǎng)、醫(yī)療儀器、機器人、工業(yè)控制等,產(chǎn)品核心和知識產(chǎn)權(quán)的載體都是集成電路。沒有集成電路產(chǎn)業(yè)支撐,信息社會就失去了根基。這也是集成電路被喻為現(xiàn)代工業(yè)的“糧食”的原因所在。
自主創(chuàng)新,自強自立
正是深刻認(rèn)識到芯片技術(shù)和集成電路技術(shù)在現(xiàn)代信息技術(shù)革命中的戰(zhàn)略價值,中國發(fā)起了依靠自主創(chuàng)新,打破西方發(fā)達(dá)國家技術(shù)限制封鎖,實現(xiàn)芯片“突圍”的自強運動。葉甜春介紹說,長期以來,在集成電路發(fā)展方面,西方發(fā)達(dá)國家對我們嚴(yán)格封鎖限制。
為打破困局,從根本上實現(xiàn)信息科技產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新發(fā)展,2000年,國務(wù)院印發(fā)了《鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》,這標(biāo)志著中國集成電路產(chǎn)業(yè)進(jìn)入真正起步階段。根據(jù)《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》,2008年,我國將“核高基”(核心電子器件、高端通用芯片、基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品)和“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”分別列入國家科技重大專項并開始實施。2014年,《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》頒布,并成立了首期規(guī)模為1200億元的國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金。這些舉措旨在充分發(fā)揮社會主義制度集中力量辦大事的優(yōu)勢和市場機制的作用,力圖實現(xiàn)戰(zhàn)略性突破。經(jīng)過多年臥薪嘗膽,“中國芯”取得了一批驕人成果,基本實現(xiàn)了自強自立。
今年6月發(fā)布的國際超級計算機排名中,中國“神威·太湖之光”再次奪冠,而鑄就其冠軍之尊的是地道的“中國芯”,在其小小薄塊上,集成了260個運算中心,數(shù)十億晶體管。其單芯片計算能力相當(dāng)于3臺2000年世界頂級超算。除了神威之外,中國還擁有了龍芯、海思、展訊等一批知名芯片公司和其性能優(yōu)秀的產(chǎn)品。這些成就得益于我國集成電路技術(shù)的大發(fā)展。葉甜春總結(jié)說,通過實施相關(guān)專項,集成電路高端裝備和材料從無到有,填補了產(chǎn)業(yè)鏈空白,形成良性發(fā)展的產(chǎn)業(yè)生態(tài);制造工藝與封裝集成由弱漸強,技術(shù)水平實現(xiàn)跨越,國際競爭力大幅提升,制造的智能手機、通訊設(shè)備、智能卡等芯片產(chǎn)品大批量進(jìn)入市場;創(chuàng)新發(fā)明不斷涌現(xiàn),形成了自主知識產(chǎn)權(quán)體系。
瞄準(zhǔn)最前沿
據(jù)海關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2016年,中國集成電路進(jìn)口逾3425億塊,金額超2270億美元,接近于同期原油進(jìn)口額的兩倍,而集成電路出口額約為614億美元,存在很大逆差。這說明,中國作為全球信息產(chǎn)業(yè)基地,雖然已在一定程度上滿足了自身對集成電路的需求,并開始參與國際市場競爭,但是總體而言,依然缺乏高端芯片產(chǎn)品。
正如葉甜春所指出的那樣,今天雖然已經(jīng)站在新的起點上,但是“中國芯”依然處在艱苦的“爬坡”階段。一方面,集成電路科技和產(chǎn)業(yè)仍然與發(fā)達(dá)國家存在較大差距,整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模仍然很小,創(chuàng)新能力和水平有待進(jìn)一步提高。另一方面,國外加大了技術(shù)封鎖力度,設(shè)置更多障礙。2015年,美國以超算芯片出口審核為名,事實上下達(dá)了對華出口禁令。2016年,美國打著維護(hù)“國家安全”的幌子,全然不顧自由貿(mào)易原則,不僅導(dǎo)致清華紫光收購美國鎂光失利,而且“扼殺”了中國投資基金對德國芯片企業(yè)的收購。
中國將繼續(xù)是全球最有活力的經(jīng)濟(jì)體,中國市場將繼續(xù)是世界信息產(chǎn)業(yè)最大市場,這些必將賦予“中國芯”和集成電路科技和產(chǎn)業(yè)更多爬坡過坎的能量。而在實施國家科技重大專項過程中積累了“創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、金融鏈”協(xié)同發(fā)展的經(jīng)驗,摸索出“下游考核上游,整機考核部件,應(yīng)用考核技術(shù),市場考核產(chǎn)品”的考核機制,為進(jìn)一步發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。
作為“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”國家科技重大專項技術(shù)總師,葉甜春透露說,專項已經(jīng)在14納米裝備、工藝、封裝、材料等方面進(jìn)行了系統(tǒng)部署,預(yù)計2018年將全面進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。“十三五”時期,專項將重點支持7-5納米工藝以及三維存儲器等大宗戰(zhàn)略性產(chǎn)品和國際先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)。
根據(jù)相關(guān)規(guī)劃,中國集成電路產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)到2030年將達(dá)到國際先進(jìn)水平,一批企業(yè)將進(jìn)入國際第一梯隊,實現(xiàn)最終跨越。集成電路制造技術(shù)代表當(dāng)今世界微細(xì)制造的最高水平,可謂集人類超精細(xì)加工技術(shù)之大成??梢云诖氖?,隨著科研人員和信息產(chǎn)業(yè)界的努力,中國在集成電路超精細(xì)加工領(lǐng)域?qū)⑾蛑咚酵M(jìn),強勁的“中國芯”將有望造福全世界。
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