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大國重器 - 芯片研發曙光將現,清華集成電路學院成立有感

(2021-06-14 06:45:00) 下一個

 

集成電路integrated circuit,IC)或稱微電路(microcircuit)、薇芯片(microchip)、晶片/芯片(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麵上。

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“心髒”,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,高端芯片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係統的核心,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

回顧曆史,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。改革開放後,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,並借助“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, 自主研發高性能芯片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”采用國際先進的0.18微米半導體工藝設計,在隻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,每秒鍾可以進行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,在某些方麵的性能甚至超過了國外同類產品。

 

發布儀式

 

“漢芯1號”正式發布於2003年2月26日。當天的盛大場麵: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,是中國芯片發展史上一個重要的裏程碑。

 

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芯片,雇人將芯片表麵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“我國芯片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芯片領域停滯了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,麵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與微係統、封裝與係統集成、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聯合機製。

“1”是指集成電路學院由原微納電子係與電子係共建。學院成立後,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製、有組織科研等方麵積極創新,與相關院係設立交叉研究中心。

學院希望在處理器和存儲器等高端芯片、EDA、半導體裝備等方麵實現一些突破,解決從底層的材料裝備到上層的係統芯片以及中間的軟件支撐等領域存在的一些問題,讓中國的集成電路產業在若幹年後得以突破國外技術封鎖的局麵。

 

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麵臨人才缺失的問題,特別是缺少領軍人才、複合型創新人才,這已成為製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。希望若幹年後,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’的局麵”。“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)局麵就會很容易被打破。

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製裁名單,麵對一些核心設備和元器件“卡脖子”,中國芯片自主發展比曆史上任何時候都迫切。

從新中國曆史上的兩彈一星、探月、火星探測、北鬥衛星導航係統、銀河係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。芯片的研發也是如此,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。若幹年後,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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閱讀 ()評論 (24)
評論
兵團農工 回複 悄悄話 吹吹牛應該允許,嗬嗬

不讓吹牛就是反華!

可喜歡聽國人吹牛了,吹到最後自己也相信了,

比如長津湖。
回複 悄悄話 所謂的“大兵團作戰”,“集中力量辦大事”等被獨裁國家奉為圭臬,好像是一把萬能鑰匙一般。
其實不然,此種方式,對付一下宏觀領域的問題,尚有可能。但對精密製造,高端材料,微觀世界(製造)等領域,無用!

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God touch
beijingconnection 回複 悄悄話 芯片是民用產品,必須考慮成本,不然無法與世界競爭。這與衛星,導航,原子彈完全不一樣。
beijingconnection 回複 悄悄話 中國足球深受美國打壓,需要國家投重資。
小酒蟲 回複 悄悄話 偷別人東西偷不成,就說人家封鎖打壓,不太合適吧。厲害鍋當然會自主研究出很多高科技東西,但也沒有必要得意洋洋,咬牙切齒。一切要以平常心。
yefenghaiyun 回複 悄悄話 中國不缺理工科人才,工程技術人員層出不窮,人才濟濟,假以時日,必能出成果。看好中國。
zhirui 回複 悄悄話 美國沒有打壓中國的發動機研發吧,這麽多年中國可以自己生產發動機了??? 芯片也是一樣, 沒有那麽簡單, 吹口號沒用!!
共-產-黨 回複 悄悄話 所謂的“大兵團作戰”,“集中力量辦大事”等被獨裁國家奉為圭臬,好像是一把萬能鑰匙一般。
其實不然,此種方式,對付一下宏觀領域的問題,尚有可能。但對精密製造,高端材料,微觀世界(製造)等領域,無用!
ShanZa 回複 悄悄話 老毛時代,也是這樣說。敵人反對的就是我們擁護的。結果呢...大家都知道。
hagerty 回複 悄悄話 怪不得清華這麽有錢,帶頭割政府的韭菜呀。
小酒蟲 回複 悄悄話 一個五毛的孤芳自賞。一個大外宣的代言人。
FollowNature 回複 悄悄話 陳進 全身而退,也是奇跡。 同意老天真,國家這麽長時間不重視芯片自主研發,這個是嚴重戰略失誤。
warara 回複 悄悄話 還是先造出來再吹吧
老天真 回複 悄悄話 中國每年從美國進口的芯片,需要花費近三千億美元,超出了花費在進口石油上的錢。如果不是川普在這事上,給中國提了個醒,中國人還在繼續做那”國際產業分工論“的夢呢。現在終於醒了,雖然有點晚,至少比繼續裝睡強。
nightrider 回複 悄悄話 嗯,
土法煉鋼就是好,
快馬加鞭彎道超,
瞞天過海暈襠央,
誓把薯片變芯片.
viBravo5 回複 悄悄話 漢芯事件不是陳進一個人在造假,而是一個體係在造假。不然如何解釋陳進沒有受到任何刑事追究?

這個體係換了方式依然在造假.
灣區範兒 回複 悄悄話 形勢一片大好,畝產萬斤的好時代即將全麵到來。
周8皮 回複 悄悄話 這城裏絕大多數人反對吃屍米,所以樓下認為吃屍米是對的,上趕著要吃一坨?
lao-fei 回複 悄悄話 下麵這麽多人反對,說明清華在這件事情上做對了。
行者陌言 回複 悄悄話 盡是口號和捶胸頓足. 大陸如果希望在芯片方麵有進步, 必須和國際接軌,獲得先進的技術和設備. 自己搞會越來越落後.
另外你列出的” 兩彈一星、探月、火星探測、北鬥衛星導航係統、銀河係列巨型計算機等的發展” 完全是依賴國外技術和人才. 比如80年代的所謂銀河巨型機 就是幾台日本的富士通巨型機鏈接到一起的玩意. 陳火旺教授做的貢獻就是把幾台巨型機之間並聯通信 搞成功了, 這點的確了不起.
以後寫此類文章時, 希望隻在國內發表, 那裏知情人不多, 比較能鼓舞士氣
誠信 回複 悄悄話 "可以預料,中國科學家將會取得重大突破。"

Wow, “漢芯2號”將會取得重大突破!

GoBucks! 回複 悄悄話 廣告,宣傳?既然那麽牛,清華為什麽不接客機發動機的研發?
回首前塵 回複 悄悄話 外行討論極其複雜的半導體行業,還是喊口號的模式
常態 回複 悄悄話 opps, 找到了彎道。
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