大國重器 - 晶元研發曙光將現，清華集成電路學院成立有感

集成電路（integrated circuit，IC）或稱微電路（microcircuit）、薇晶元（microchip）、晶片/晶元（chip）在電子學中是一種將電路（主要包括半導體設備，也包括被動組件等）小型化的方式，並時常製造在半導體晶圓表面上。

集成電路怎樣影響著我們的生活？上至火箭、衛星、宇航器，下至手機、電腦、洗衣機，作為眾多機器設備的「心臟」，集成電路在人類的生活中幾乎無處不在。

集成電路具有很強的多學科交叉特性，高端晶元更是基礎研究和前沿工程技術交叉融合的結晶。要取得重大科技突破和原始創新突破，越來越需要多個學科的共同融合，需要多項關鍵技術的集成創新。　

1.現狀

自1958年世界上第一塊集成電路發明以來，集成電路已經從實現電路小型化的方法演變為信息系統的核心，支撐戰略性產業發展。「集成電路代表著當今世界微納製造的最高水平，是集人類超精細加工技術之大成，也是多學科交叉融合的尖端科學與工程技術。當前，我國在集成電路領域仍存在一些棘手難題，關鍵領域仍然存在「卡脖子」問題。

2.中國的集成電路技術發展史

回顧歷史，中國的集成電路技術研究起步並不算晚。50年代中期，正值我國開始實施第一個五年計劃，半導體這門當時的新興科學技術受到了國家的高度重視。

據媒體報道，在沒有技術資料、沒有完整設備的條件下，中國於1956年成功研製出首批半導體器件——鍺合金晶體管。1961年中國第一個集成電路研製課題組成立，1965年第一代單片集成電路在北京、石家莊、上海等地相繼問世。

然而，在強調「自力更生，艱苦奮鬥」的當時，各家企業都在封閉環境中自行設計、研發、銷售。爾後，集成電路行業的發展道路開始變得曲折。改革開放后，中國集成電路的發展更有偏向設備更新的趨勢，開始加大對國外引進的依賴。

3. 漢芯事件

漢芯事件（Hanxin events）是指2003年2月上海交通大學微電子學院院長陳進教授發明的「漢芯一號」造假，並藉助「漢芯一號」，陳進又申請了數十個科研項目，騙取了高達上億元的科研基金。中國亟待在高新科技領域有所突破， 自主研發高性能晶元是我國科技界的一大夢想。陳進利用這種期盼，騙取了無數的資金和榮譽，使原本該給國人帶來自豪感的「漢芯一號」，變成了一起讓人瞠目結舌的重大科研造假事件。

「漢芯一號」曾經的定義

「漢芯一號」採用國際先進的0.18微米半導體工藝設計，在只有手指指甲一半大小的一個集成塊上有250萬個器件，而且具有32位運算處理內核，每秒鐘可以進行2億次運算。經過國內權威專家驗證，認為這一成果接近國際先進技術，在某些方面的性能甚至超過了國外同類產品。

發布儀式

「漢芯1號」正式發佈於2003年2月26日。當天的盛大場面：上海市政府新聞辦公室親自主持，信產部科技司司長、上海市副市長、上海科委、教委負責人悉數到場。 在發布會上，由鄒士昌、許居衍等知名院士和「863計劃」集成電路專項小組負責人嚴曉浪組成的鑒定專家組作出了一致評定：上海「漢芯1號」及其相關設計和應用開發平台，達到了國際先進水平，是中國晶元發展史上一個重要的里程碑。

此後陳進遭人檢舉，經相關部門查證，證實2003年2月，陳進負責的團隊推出的「漢芯一號」，不過是從美國一家公司買回的晶元，僱人將晶元表面的原有標誌用砂紙磨掉，然後加上「漢芯」標誌「研製」而成，卻因為其欺騙成功，被鑒定為「完全擁有自主知識產權的高端集成電路」，是「我國晶元技術研究獲得的重大突破」。

但陳進這一行為直接導致我國在晶元領域停滯了13年之久。

4. 清華大學集成電路學院

正值清華大學迎來110周年校慶之際，清華大學集成電路學院四月22日正式成立。

該學院下設集成納電子科學研究所、集成電路設計研究所和集成電路製造研究所三個二級機構，面向集成電路技術代際更新的重要機遇，圍繞集成電路科學與工程一級學科建設，布局納電子科學、集成電路設計方法學與EDA、集成電路設計與應用、集成電路器件與製造工藝、MEMS與微系統、封裝與系統集成、集成電路專用裝備、集成電路專用材料等研究方向。

5．清華大學集成電路學院的設想

為推動學科的交叉融合，該學院將探索1+N聯合機制。

「1」是指集成電路學院由原微納電子系與電子系共建。學院成立后，下設集成納電子科學研究所、集成電路設計研究所、集成電路製造研究所三個二級機構；「N」則是指多學科交叉融合。學院將在教師聘用機制、有組織科研等方面積極創新，與相關院系設立交叉研究中心。

學院希望在處理器和存儲器等高端晶元、EDA、半導體裝備等方面實現一些突破，解決從底層的材料裝備到上層的系統晶元以及中間的軟體支撐等領域存在的一些問題，讓中國的集成電路產業在若干年後得以突破國外技術封鎖的局面。

6. 清華大學集成電路學院成立的意義

當下中國的集成電路行業發展也面臨人才缺失的問題，特別是缺少領軍人才、複合型創新人才，這已成為制約我國集成電路產業發展的一項軟助。支撐中國的集成電路行業發展需要加快培養緊缺高層次人才，強化集成電路的學科發展。

如今，學科發展正在加速。4月22日，清華大學集成電路學院正式成立。據校方介紹，學院將瞄準國家重大戰略需求，聚焦集成電路學科前沿，打破學科壁壘，強化學科交叉，突破關鍵核心技術，培養國家急需的人才，更好服務國家科技自理自強發展戰略，支撐中國集成電路事業的自主創新發展。

院校的主要優勢在於發揮引領作用。希望若干年後，集成電路學院的建設能夠引領世界相關技術的長遠發展，同時形成中國自己的技術優勢。「他們（外國）有他們的技術優勢，我們有我們的技術優勢，這樣的話就可以形成一個『你中有我，我中有你』的局面」。「如果在某些關鍵技術上，我們有我們的優勢的話，將來這種（技術封鎖）局面就會很容易被打破。

7. 展望

2018年美國禁止向中興通訊出售電子技術和通訊元件，2019年華為、中芯國際先後被列入美國制裁名單，面對一些核心設備和元器件「卡脖子」，中國晶元自主發展比歷史上任何時候都迫切。

從新中國歷史上的兩彈一星、探月、火星探測、北斗衛星導航系統、銀河系列巨型計算機等的發展可以看出來，中國科學家有大兵團作戰的傳統，也取得了讓世人矚目的巨大成就。晶元的研發也是如此，清華集成電路學院的成立將是一個標誌性事件。可以預料，中國科學家將會取得重大突破。若干年後，美國政府將會對2018年的舉措後悔不已。

關於中芯事件、華為、清華大學集成電路學院成立等的具體情況，請看這個視頻的詳細解讀：

https://youtu.be/VLZuYkLdoHU

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