《電子技術(shù)應用》
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自主創(chuàng)新托起“中國芯”

2017-09-27
關(guān)鍵詞: 中科院 光伏 集成電路 芯片

龐大信息社會的根基是一枚枚小巧的集成電路,,通常被人們稱為“芯片”,。別看芯片“身材小”,他們“喂養(yǎng)”著現(xiàn)代工業(yè),,手機,、電腦、家電,、高鐵,、電動車、機器人,、醫(yī)療儀器等離開他們根本無法運轉(zhuǎn),。

“芯片強則產(chǎn)業(yè)強,芯片興則經(jīng)濟興,,沒有芯片就沒有安全,。”科技部重大專項辦公室主任陳傳宏說,,芯片(集成電路)制造技術(shù)是當今世界最高水平微細加工技術(shù),,是全球高科技國力競爭的戰(zhàn)略必爭制高點。

2008年,,我國啟動實施“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”國家科技重大專項(簡稱集成電路裝備專項),。9年來,,集成電路高端制造裝備和材料從無到有填補產(chǎn)業(yè)鏈空白,,制造工藝與封裝集成由弱漸強走向世界參與國際競爭,,集成電路產(chǎn)業(yè)駛?cè)肓俗灾鲃?chuàng)新發(fā)展的快車道,。

關(guān)鍵裝備實現(xiàn)從無到有

集成電路裝備專項實施以來,,我國集成電路制造技術(shù)和產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了從無到有,、由弱漸強的巨大變化

“每當集成電路技術(shù)進步一代,,尺寸就縮小三分之一,,對應整個集成度提高4倍,?!奔呻娐费b備專項技術(shù)總師,、中科院微電子研究所所長葉甜春說:“以28納米技術(shù)為例,,集成度相當于在指甲蓋大小的面積上制造出10億個以上的晶體管,其中每根導線相當于人體頭發(fā)絲的三千分之一,。更為先進的14納米技術(shù),,則相當于在人體頭發(fā)絲截面上制造出50萬個以上的晶體管,其中每根導線相當于人體頭發(fā)絲的五千分之一,?!?/p>

如此精細操作堪比在“針尖上跳舞”,對裝備、材料,、工藝都是極大的考驗,,由于涉及高技術(shù)含量,制造集成電路的裝備價格是一般裝備價格的10倍到100倍,。長期以來,,在集成電路高端裝備上我國長期受制于人,因為沒有工藝節(jié)點達到90納米,、65納米以下的國內(nèi)自主研發(fā)集成電路裝備,,只能采用國外的設(shè)備。

西方發(fā)達國家一直對出口到中國的集成電路制造裝備和材料以及工藝技術(shù)嚴格審查和限制,。這對我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展構(gòu)成了嚴重制約,,問題日益凸顯。與此同時,,隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展尤其是信息化進程的加快,,對集成電路產(chǎn)品的需求持續(xù)快速增長,從2006年開始,,集成電路產(chǎn)品超過石油成為我國最大宗進口產(chǎn)品,,2013年至今,每年進口額超過2000億美元,。

實現(xiàn)集成電路領(lǐng)域的自主創(chuàng)新發(fā)展迫在眉睫,。2008年集成電路裝備專項實施以來,200多家企事業(yè)單位,、2萬多名科研人員參與技術(shù)攻關(guān),,主要集中在北京、上海,、江蘇,、沈陽、深圳和武漢等6個重點產(chǎn)業(yè)聚集區(qū),。經(jīng)過廣大科研人員艱苦努力,,我國集成電路制造技術(shù)和產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了從無到有、由弱漸強的巨大變化,。

“我們有了自己的刻蝕機等關(guān)鍵裝備,,并批量應用在大生產(chǎn)線上;集成電路成套工藝水平提升5代,,55/40/28納米三代工藝完成研發(fā)實現(xiàn)量產(chǎn),,20-14納米工藝研發(fā)取得突破;后道封裝集成技術(shù)成果全面實現(xiàn)量產(chǎn),,引領(lǐng)全行業(yè)技術(shù)水平從低端跨入高端,,實現(xiàn)與世界同步,。”葉甜春告訴記者,。

這些自主研發(fā)的設(shè)備不僅銷往國內(nèi)市場,,也逐步進入海外市場。比如,,中微半導體設(shè)備(上海)有限公司研發(fā)的介質(zhì)刻蝕設(shè)備不僅支持國內(nèi)芯片制造企業(yè)從65納米到28納米技術(shù)代的發(fā)展,,而且在國際市場上各個技術(shù)節(jié)點水平都可以與世界最先進設(shè)備廠商競爭。目前,,中微公司已有460多個介質(zhì)刻蝕反應臺在海內(nèi)外27條生產(chǎn)線上高質(zhì)量,、穩(wěn)定地生產(chǎn)了4000多萬片晶圓;在臺積電的研發(fā)線上正在開發(fā)和核準5納米刻蝕,。

集成電路是所有產(chǎn)業(yè)中應用材料純度最高的產(chǎn)業(yè),。“我們研制出了拋光劑和濺射靶材等上百種關(guān)鍵材料,,并通過大生產(chǎn)線考核進入批量銷售,。這些成果基本覆蓋了我國集成電路全產(chǎn)業(yè)鏈體系,扭轉(zhuǎn)了之前工藝技術(shù)全套引進的被動局面,,為我國集成電路產(chǎn)業(yè)自主健康發(fā)展打下了堅實基礎(chǔ),。”葉甜春說,。

建立協(xié)同發(fā)展新模式

集成電路裝備專項通過市場機制打通了科技與經(jīng)濟的連接通道,,建立科技、產(chǎn)業(yè),、金融與區(qū)域經(jīng)濟有效協(xié)同的新模式

“集成電路裝備專項取得了一系列技術(shù)成果,,但更重要的成果是,專項通過積極探索,,推動構(gòu)建了市場經(jīng)濟下的新型舉國體制,?!睂m棇嵤┕芾磙k公室負責人,、北京市經(jīng)濟和信息化委員會主任張伯旭說。

張伯旭所說的新型體制是通過市場機制來打通科技與經(jīng)濟的連接通道,,推動建立以企業(yè)為主體,,高校和科研院所大協(xié)作,科技,、產(chǎn)業(yè),、金融與區(qū)域經(jīng)濟有效協(xié)同的新模式。

集成電路裝備專項由北京市,、上海市兩個地方政府牽頭組織實施,,這也是唯一一個由地方政府組織實施的重大專項,,是我國科技重大專項組織實施模式的一次創(chuàng)新嘗試。9年來,,北京市政府,、上海市政府與中央部委共同強化專項的戰(zhàn)略研究和頂層設(shè)計,在重點區(qū)域合力布局,,引導地方政府投入要素資源,,推動區(qū)域產(chǎn)業(yè)聚集發(fā)展、調(diào)整升級,,形成了科技創(chuàng)新與區(qū)域經(jīng)濟融合協(xié)同發(fā)展的新局面,。

張伯旭告訴記者,為了更好地解決科技成果產(chǎn)品化的問題,,集成電路裝備專項率先提出了“應用考核技術(shù),,整機考核部件,下游考核上游,,市場考核產(chǎn)品”的用戶考核機制,。通過用戶和市場的考核驗證,保證專項成果成為經(jīng)過嚴格的市場與用戶考驗,、真正可以應用的產(chǎn)品,,解決了科技成果檢驗標準和驗證機制的難題,從而使專項研發(fā)的裝備,、材料,、零部件和工藝實現(xiàn)從技術(shù)創(chuàng)新到成果轉(zhuǎn)化應用的艱難跨越。據(jù)了解,,專項成果的銷售業(yè)績累計1800億元,。

產(chǎn)學研用緊密結(jié)合也是集成電路裝備專項實施中的一大亮點。專項通過構(gòu)建光刻設(shè)備和封測等產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟,,集合產(chǎn)業(yè)鏈上制造工藝,、裝備、相關(guān)零部件和材料等上下游企業(yè),、相關(guān)研究機構(gòu)和高等院校達200多家單位共同開展產(chǎn)學研用協(xié)同攻關(guān),。中芯國際是國內(nèi)規(guī)模最大、技術(shù)最先進的集成電路晶圓代工企業(yè),,通過專項整體布局,,中芯國際先后為20余家設(shè)計單位提供65-45-28納米產(chǎn)品開發(fā)支持。2016年國內(nèi)設(shè)計公司營銷收入占中芯國際總營銷收入近50%,。

隨著自主創(chuàng)新體系的日趨完善,、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新能力的大幅提高,集成電路裝備專項主動引導地方和社會的產(chǎn)業(yè)投資跟進,,扶植企業(yè)做大做強,,推動成果產(chǎn)業(yè)化,,形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模,提高整體產(chǎn)業(yè)實力,。

成果應用帶動產(chǎn)業(yè)提升

通過利用集成電路裝備技術(shù),,泛半導體制造領(lǐng)域的裝備國產(chǎn)化率大幅提高,LED照明,、光伏等產(chǎn)業(yè)規(guī)模躍居世界第一

作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的集成電路制造裝備業(yè),,其成果輻射的帶動面很廣。通過利用集成電路裝備技術(shù),,LED照明,、傳感器、光伏等泛半導體制造領(lǐng)域的裝備國產(chǎn)化率大幅提高,。尤其是LED照明,、光伏等領(lǐng)域已實現(xiàn)關(guān)鍵裝備成套國產(chǎn)化,國產(chǎn)裝備成為市場主流,。

葉甜春告訴記者,,據(jù)不完全統(tǒng)計,國產(chǎn)裝備在泛半導體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)銷售6590臺,。這些裝備的國產(chǎn)化使得我國在LED,、光伏等領(lǐng)域投資成本顯著降低,持續(xù)推動我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)整體競爭力大幅提升,,LED照明,、光伏等產(chǎn)業(yè)規(guī)模躍居世界第一,技術(shù)水平也實現(xiàn)了國際領(lǐng)先,。

北方華創(chuàng)科技集團股份有限公司相關(guān)負責人介紹,,通過集成電路裝備專項成果擴展應用,公司成為LED,、光伏等泛半導體設(shè)備國際主流供應商,,近年來在與本土零部件企業(yè)合作中,大幅提升了國產(chǎn)設(shè)備的性價比,,在LED,、光伏等領(lǐng)域全面替代進口產(chǎn)品,不僅增加了客戶效益,,也為公司帶來了數(shù)十億元的銷售收入,,相關(guān)設(shè)備批量出口美國、印度等國家,。

中國是全球最大的半導體市場,也是全球最大的電子信息產(chǎn)品制造基地,。葉甜春表示,,面向2020年,,集成電路裝備專項將圍繞傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求組織攻關(guān),推動創(chuàng)新成果的規(guī)?;瘧?,支持中國企業(yè)在全球產(chǎn)業(yè)鏈中建立起核心競爭力,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展,,形成特色優(yōu)勢,。



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