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澎湃崛起的強“芯”路——我國晶片制造核心技術由弱漸強
2017-06-15 21:27:41 來源: 新華社
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  新華社北京6月15日電 題:澎湃崛起的強“芯”路——我國晶片制造核心技術由弱漸強

  新華社記者 陳芳、胡喆

  指甲蓋大小面積上制造出超10億個電晶體、每根導線相當于人體頭髮絲的五千分之一……作為影響國家綜合競爭力的戰略性産業,積體電路技術水準和産業規模已成為衡量一個國家産業競爭力和綜合國力的重要標誌。

  高端裝備和材料從無到有,制造工藝與封裝整合由弱漸強,技術創新協同機制羽翼漸豐……國家科技重大專項實施以來,打造積體電路制造創新體係的階段性目標已經實現,著力破解我國在高端晶片領域的“缺芯之痛”。

  指甲蓋大小面積上制造出超10億個電晶體,小小晶片有多難?

  這是一場無法回避的創新競賽,競賽者不在一條起跑線上。

  長期以來,我國積體電路産業一直受到西方在先進制造裝備、材料和工藝引進等方面的種種限制,高端晶片主要依賴進口。隨著我國國民經濟的快速發展尤其是信息化進程的加快,對積體電路産品的需求持續快速增長,從2006年開始超過石油成為我國最大宗進口産品,2013年至今每年進口額超過2000億美元。

  一方小小的晶片,為何如此之難?中國科學院微電子研究所所長、專項技術總師葉甜春告訴記者,相信大家都沒有親眼見過原子,積體電路(晶片)的制造難度就是原子級的。以28奈米技術為例,整合度相當于在指甲蓋大小面積上制造出10億個以上的電晶體,其中每根導線相當于人體頭髮絲的三千分之一。

  “積體電路制造技術代表著當今世界微細制造的最高水準,集人類超精細加工技術之大成,因此積體電路産業是一個國家高端制造能力的綜合體現,是全球高科技國力競爭的戰略必爭制高點。”葉甜春説。

  專家指出,我國在晶片領域面臨的挑戰主要表現在以下幾個方面:一是我國積體電路高端裝備和材料基本處于空白狀態,完全依賴進口,産業鏈嚴重缺失;二是制造工藝與封裝整合較弱;三是缺乏自主智慧財産權,嚴重制約我國積體電路企業自主創新發展。

  現代工業的“糧食”:晶片強則産業強

  如果説開創工業時代的驅動力是蒸汽機,開創電氣時代的驅動力是電力,那麼開創資訊時代的驅動力就是積體電路。

  “晶片強則産業強,晶片興則經濟興,沒有晶片就沒有安全。”葉甜春表示,在資訊時代,積體電路是核心基石,電腦、手機、家電、汽車、高鐵、電網、醫療儀器、機器人、工業控制等各種電子産品和係統都離不開積體電路。沒有積體電路産業支撐,資訊社會就失去了“根基”,積體電路因此被喻為現代工業的“糧食”。

  經過專項實施,一批積體電路制造關鍵裝備實現從無到有的突破。葉甜春表示,目前國産刻蝕機、磁控濺射、離子注入機、電漿化學氣相沉積、低壓化學氣相沉積設備等30多種關鍵設備研制成功並通過了大生産線考核,實現了海內外批量銷售,總體技術水準達到28奈米,部分14奈米關鍵設備開始進入客戶生産線驗證。

  2008年國務院批準實施積體電路裝備專項,共有200多家企事業單位和2萬多名科研人員參與攻關。9年來,先後有30多種高端裝備和上百種關鍵材料産品研發成功並進入海內外市場,從無到有填補了産業鏈空白。

  專項實施前我國積體電路行業所需材料幾乎全部進口,目前特種氣體、靶材、部分化學品等關鍵材料已研發完成,通過大生産線考核認證後大批量使用,部分産品進入海外市場,國産光刻膠等已開始進入大生産線試用,在專項的引導下,一批公司成功上市。

  “核高基”這個聽上去“高大上”的名詞,其實與每個人的生活息息相關。從手機到電腦,從冰箱到汽車,甚至每一個U盤,都離不開晶片和軟件。這是對核心電子器件、高端通用晶片及基礎軟件産品的簡稱,它與載人航太、探月工程等並列為16個重大科技專項。

  “核心電子器件、高端通用晶片及基礎軟件産品”專項技術總師、清華大學教授魏少軍説:“我們在核心電子器件關鍵技術方面取得重大突破,技術水準全面提升,與國外差距由專項啟動前的15年以上縮短到5年,一批重大産品使我國核心電子器件長期依賴進口的‘卡脖子’問題得到緩解。”

  培育産品、做大企業:我國積體電路産業由弱漸強

  面向2020年,我國繼續加快實施已部署的國家科技重大專項,重點攻克高端通用晶片、高檔數控機床、積體電路裝備等方面的關鍵核心技術,形成若幹戰略性技術和戰略性産品,培育新興産業。

  北京市經信委主任張伯旭認為,專項採取産業鏈、創新鏈、金融鏈有效協同的新模式,專項與重點區域産業發展規劃協同布局,主動引導地方和社會的産業投資跟進支援,將有效推動專項成果産業化,扶植企業做大做強,形成産業規模,提高整體産業實力。

  同時,積體電路制造裝備作為基礎産業,其成果的輻射帶動面很廣。上海市科委總工程師傅國慶介紹,利用專項取得的核心技術,輻射應用到LED、感測器、光伏、液晶面板等泛半導體制造領域,使我國相關領域裝備國産化率大幅提升。在LED、光伏等領域已實現關鍵裝備成套國産化,國産裝備成為市場主流,LED照明、光伏等産業規模躍居世界第一。

  關于今後的發展,葉甜春介紹,專項已經在14奈米裝備、工藝、封裝、材料等方面進行了係統部署,預計到2018年將全面進入産業化。“十三五”期間還將重點支援7-5奈米工藝和三維記憶體等國際先進技術的研發,支援中國企業在全球産業鏈中擁有核心競爭力,實現産業自主發展,形成特色優勢。

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