在晶元研製技術上 中國有望趕超國外同行

　　2017-08-20 12:41:48　來源: 人民日報(北京)

　　

　　中國超算「神威·太湖之光」裝配國產晶元，多次蟬聯世界冠軍。（資料圖片）

　　記者 張保淑 《人民日報海外版》（2017年08月19日第08版）

　　工作速度是英特爾最先進的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。這是北京大學教授彭練矛帶領團隊前不久研製出的碳納米晶體管優異的性能指標，意味著中國科學家有可能研製出以此類晶體管為元器件的商用碳基晶元，有望在晶元研製技術上趕超國外同行。

　　研製出碳納米晶體管無疑是我國科學家奮力追趕世界先進水平的征途中取得的一個重大勝利，是中國信息科技發展的一座新里程碑。從進入新世紀以來，特別是2008年以來，中國致力於打造自己的高端晶元產業鏈。經過持之以恆的努力，中國晶元的研發不僅取得了階段性成果，而且在國際晶元最前沿的碳納米晶體管研製領域取得了重大成果，為向世界一流水平邁進奠定了堅實基礎。

　　現代信息社會的根基

　　「晶元」是我們耳熟能詳的現代信息科技熱詞之一，但它究竟是什麼呢？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。人們採用一定工藝，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，製作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上，然後封裝在一個管殼內，成為具有所需電路功能的微型結構，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一大步。「晶元」一般是指集成電路的載體，是集成電路經過設計、製造、封裝、測試后的結果。可以說，「集成電路」和「晶元」所指的內容本質上是一致的，只是描述的重點和角度不同，前者強調的是電路的設計和布局布線，後者則強調電路的集成、生產和封裝。因此也可以說，中國晶元的發展歷程和水平就是中國集成電路的發展歷程和水平。

　　「晶元強則產業強，晶元興則經濟興，沒有高端晶元就沒有真正的產業安全和國家安全。」這是中國科學院微電子研究所所長葉甜春對晶元重要性的清晰認知和高度概括。他說，在當今信息時代，集成電路技術是最重要、最基礎的技術，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、醫療儀器、機器人、工業控制等，產品核心和知識產權的載體都是集成電路。沒有集成電路產業支撐，信息社會就失去了根基。這也是集成電路被喻為現代工業的「糧食」的原因所在。

　　自主創新，自強自立

　　正是深刻認識到晶元技術和集成電路技術在現代信息技術革命中的戰略價值，中國發起了依靠自主創新，打破西方發達國家技術限制封鎖，實現晶元「突圍」的自強運動。葉甜春介紹說，長期以來，在集成電路發展方面，西方發達國家對我們嚴格封鎖限制。

　　為打破困局，從根本上實現信息科技產業自主創新發展，2000年，國務院印發了《鼓勵軟體產業和集成電路產業發展的若干政策》，這標誌著中國集成電路產業進入真正起步階段。根據《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）》，2008年，我國將「核高基」（核心電子器件、高端通用晶元、基礎軟體產品）和「極大規模集成電路製造裝備及成套工藝」分別列入國家科技重大專項並開始實施。2014年，《國家集成電路產業發展推進綱要》頒布，並成立了首期規模為1200億元的國家集成電路產業投資基金。這些舉措旨在充分發揮社會主義制度集中力量辦大事的優勢和市場機制的作用，力圖實現戰略性突破。經過多年卧薪嘗膽，「中國芯」取得了一批驕人成果，基本實現了自強自立。

　　今年6月發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，數十億晶體管。其單晶元計算能力相當於3台2000年世界頂級超算。除了神威之外，中國還擁有了龍芯、海思、展訊等一批知名晶元公司和其性能優秀的產品。這些成就得益於我國集成電路技術的大發展。葉甜春總結說，通過實施相關專項，集成電路高端裝備和材料從無到有，填補了產業鏈空白，形成良性發展的產業生態；製造工藝與封裝集成由弱漸強，技術水平實現跨越，國際競爭力大幅提升，製造的智能手機、通訊設備、智能卡等晶元產品大批量進入市場；創新發明不斷湧現，形成了自主知識產權體系。

　　瞄準最前沿

　　據海關數據統計，2016年，中國集成電路進口逾3425億塊，金額超2270億美元，接近於同期原油進口額的兩倍，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業基地，雖然已在一定程度上滿足了自身對集成電路的需求，並開始參與國際市場競爭，但是總體而言，依然缺乏高端晶元產品。

　　正如葉甜春所指出的那樣，今天雖然已經站在新的起點上，但是「中國芯」依然處在艱苦的「爬坡」階段。一方面，集成電路科技和產業仍然與發達國家存在較大差距，整體產業規模仍然很小，創新能力和水平有待進一步提高。另一方面，國外加大了技術封鎖力度，設置更多障礙。2015年，美國以超算晶元出口審核為名，事實上下達了對華出口禁令。2016年，美國打著維護「國家安全」的幌子，全然不顧自由貿易原則，不僅導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晶元企業的收購。

　　中國將繼續是全球最有活力的經濟體，中國市場將繼續是世界信息產業最大市場，這些必將賦予「中國芯」和集成電路科技和產業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「創新鏈、產業鏈、金融鏈」協同發展的經驗，摸索出「下游考核上游，整機考核部件，應用考核技術，市場考核產品」的考核機制，為進一步發展奠定了堅實基礎。

　　作為「極大規模集成電路製造裝備及成套工藝」國家科技重大專項技術總師，葉甜春透露說，專項已經在14納米裝備、工藝、封裝、材料等方面進行了系統部署，預計2018年將全面進入產業化階段。「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略性產品和國際先進技術的研發。

　　根據相關規劃，中國集成電路產業鏈主要環節到2030年將達到國際先進水平，一批企業將進入國際第一梯隊，實現最終跨越。集成電路製造技術代表當今世界微細製造的最高水平，可謂集人類超精細加工技術之大成。可以期待的是，隨著科研人員和信息產業界的努力，中國在集成電路超精細加工領域將向著更高水平挺進，強勁的「中國芯」將有望造福全世界。