2019年5月11日，復(fù)旦大學(xué)教授張衛(wèi)出席第二屆無錫太湖創(chuàng)“芯”峰會，并做了題為《集成電路創(chuàng)新發(fā)展模式與長三角一體化發(fā)展》的主旨報告。
張衛(wèi)教授的報告包括四方面，首先從技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度詳解創(chuàng)新的重要性；其次從海外兩大創(chuàng)新中心解析海外集成電路創(chuàng)新模式；第三介紹國家集成電路創(chuàng)新中心的意義；最后強(qiáng)調(diào)了長三角集成電路一體化發(fā)展的重要性。
一、技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展
張教授在報告中指出，人類現(xiàn)在進(jìn)入智能制造時代，集成電路無所不在, 沒有集成電路，就沒有現(xiàn)代生活。集成電路的發(fā)明者杰克·基爾比獲得了2000年的諾貝爾物理學(xué)獎。諾貝爾獎評審委員會對他的評價是：“為現(xiàn)代信息技術(shù)奠定了基礎(chǔ)”，詮釋了集成電路對人類社會的重要性。
集成電路產(chǎn)業(yè)是技術(shù)高速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，然而在過去60年，集成電路的進(jìn)步從來都不是一帆風(fēng)順！張教授在報告中舉了幾個例子：比如20世紀(jì)90年代末的互連瓶頸。隨著集成度提高，互連層數(shù)增加，導(dǎo)致互連延遲急劇增大，成為制約芯片速度提高的瓶頸。1997年IBM成功實(shí)現(xiàn)了大馬士革銅互連技術(shù)，用銅互連取代了原來的鋁互連成為90nm及更先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的主流互連工藝。再比如，隨著器件特征尺寸的減少，柵介質(zhì)不斷變薄，傳統(tǒng)的SiO2柵介質(zhì)漏電流變大，28nm技術(shù)不得不采用高k柵介質(zhì)。當(dāng)前DRAM存儲器芯片技術(shù)遇到了電容瓶頸，導(dǎo)致多年來DRAM一直徘徊在17nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)。大家一直在尋求突破電容瓶頸，希望找到無電容DRAM芯片解決方案。復(fù)旦大學(xué)提出的半浮柵晶體管很可能成為顛覆DRAM的革命性技術(shù)。
除了傳統(tǒng)的追隨摩爾定律外。隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能應(yīng)用需求的發(fā)展，需要把邏輯、存儲等數(shù)字芯片與射頻、功率甚至傳感器集成在一起，形成一個微系統(tǒng)，稱為超越摩爾多功能集成技術(shù)，這也是集成電路技術(shù)發(fā)展的非常重要的方向。
二、海外集成電路創(chuàng)新模式
集成電路技術(shù)創(chuàng)新需要大量的資源投入。越來越多的半導(dǎo)體公司開始放棄單獨(dú)研發(fā)工藝制程。2018年格芯半導(dǎo)體（GLOBALFOUNDRIES）和聯(lián)電（UMC）相繼宣布放棄7nm工藝等更先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的投資研發(fā)。在這樣的背景下，如何繼續(xù)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新引領(lǐng)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展？張衛(wèi)教授表示，我們可以借鑒海外集成電路的創(chuàng)新模式。
1、美國半導(dǎo)體制造技術(shù)科研聯(lián)合體SEMATECH
SEMATECH全稱是“Semiconductor Manufacturing Technology Research Consortium，半導(dǎo)體制造技術(shù)科研聯(lián)合體”，是由美國國防部和美國半導(dǎo)體協(xié)會（SIA）共同牽頭在1987年成立的一個半導(dǎo)體制造工藝研究的機(jī)構(gòu)。SEMATECH成立的背景是上世紀(jì)70年代后期開始，日本公司在半導(dǎo)體市場所占份額不斷增加，開始逐漸威脅到美國在全球的地位。美國政府意識到，如果不發(fā)展集成電路的先進(jìn)大規(guī)模制造技術(shù)將意味著更多技術(shù)優(yōu)勢的喪失，無論從商業(yè)角度還是國家安全角度，美國都不會將大規(guī)模集成電路制造技術(shù)拱手讓人。為此，美國政府決定由美國國防部和美國半導(dǎo)體協(xié)會（SIA）共同牽頭成立了SEMATECH。SEMATECH首任董事長由Intel公司的創(chuàng)始人R. Noyce擔(dān)任，機(jī)構(gòu)設(shè)在德克薩斯州的奧斯汀（Austin），其經(jīng)費(fèi)一半由成員公司提供，另一半由聯(lián)邦政府提供，研究成果各成員公司和美國政府共享。SEMATECH成立后極大提升了美國集成電路技術(shù)創(chuàng)新能力，加快了美國集成電路的技術(shù)進(jìn)步步伐。5年以后的1992年，美國從日本手里奪回了半導(dǎo)體設(shè)備市場世界第一的稱號，應(yīng)用材料公司（Applied Materials）成為全球半導(dǎo)體設(shè)備市場上最大的龍頭老大，Intel公司也成為世界頭號半導(dǎo)體公司。
2、歐洲微電子研究中心IMEC
IMEC的全稱是Inter-University Microelectronics Centre，是比利時弗蘭芒地方政府響應(yīng)魯汶大學(xué)Van Overstraeten教授關(guān)于推動歐洲跨院校微電子研究合作的倡議，于1984年在魯汶大學(xué)微電子系的基礎(chǔ)上成立的一個非盈利性組織。
30多年來，在歐盟和比利時及當(dāng)?shù)卣拇罅χС窒拢琁MEC秉承“研究開發(fā)超前產(chǎn)業(yè)需求3～10年的微電子和信息通訊技術(shù)”的使命，逐漸發(fā)展成為一個世界領(lǐng)先的國際化微電子研究機(jī)構(gòu)，在半導(dǎo)體先進(jìn)工藝領(lǐng)域，為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)、成果轉(zhuǎn)化、人才培養(yǎng)作出了重要貢獻(xiàn)。
三、國家集成電路創(chuàng)新中心
我們國家也在積極探索集成電路創(chuàng)新模式。2018年1月由復(fù)旦大學(xué)、中芯國際和華虹集團(tuán)共同發(fā)起成立“國家集成電路創(chuàng)新中心”。2018年7月3日創(chuàng)新中心正式揭牌。它的目標(biāo)是建設(shè)成為一個獨(dú)立和開放的集成電路制造共性技術(shù)研發(fā)平臺。面向產(chǎn)業(yè)需求，開展集成電路共性技術(shù)研發(fā)；建立廣泛的國際聯(lián)合研發(fā)的合作機(jī)制，探索完善的集成電路人才培養(yǎng)體系，建立企業(yè)與高校聯(lián)合培養(yǎng)高端人才的機(jī)制，培養(yǎng)IC領(lǐng)域高層次和國際化人才，成為人才交流與合作、人員培訓(xùn)的共性平臺。
四、長三角一體化發(fā)展的重要性
張衛(wèi)教授最后強(qiáng)調(diào)，集成電路發(fā)展60年來，技術(shù)創(chuàng)新的腳步從來沒有停歇過，不斷突破既有的技術(shù)瓶頸，躍升到一個新的高度。集成電路創(chuàng)新需要政府長期持續(xù)投入，有序引導(dǎo)搭建穩(wěn)定開放的共享平臺，開展廣泛的國際合作，聚集全產(chǎn)業(yè)鏈的力量，構(gòu)建開放式、產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)的研發(fā)平臺，才能培育出符合產(chǎn)業(yè)與市場規(guī)律的可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新能力。長三角一體化發(fā)展是國家重大發(fā)展戰(zhàn)略，長三角也是我國集成電路產(chǎn)業(yè)最聚集區(qū)的區(qū)域。建立長三角集成電路發(fā)展協(xié)調(diào)機(jī)制，形成優(yōu)勢互補(bǔ)的產(chǎn)業(yè)布局，將有利于形成新的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長極和新的市場發(fā)展空間。推進(jìn)長三角集成電路一體化發(fā)展，極大提升我國集成電路產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力。
