大国重器 - 芯片研发曙光将现，清华集成电路学院成立有感 赵大夫话吧2021-06-16 13:41:49

                    

集成电路（integrated circuit，IC）或称微电路（microcircuit）、薇芯片（microchip）、晶片/芯片（chip）在电子学中是一种将电路（主要包括半导体设备，也包括被动组件等）小型化的方式，并时常制造在半导体晶圆表面上。

集成电路怎样影响着我们的生活？上至火箭、卫星、宇航器，下至手机、电脑、洗衣机，作为众多机器设备的“心脏”，集成电路在人类的生活中几乎无处不在。

集成电路具有很强的多学科交叉特性，高端芯片更是基础研究和前沿工程技术交叉融合的结晶。要取得重大科技突破和原始创新突破，越来越需要多个学科的共同融合，需要多项关键技术的集成创新。　

1.现状

自1958年世界上第一块集成电路发明以来，集成电路已经从实现电路小型化的方法演变为信息系统的核心，支撑战略性产业发展。“集成电路代表着当今世界微纳制造的最高水平，是集人类超精细加工技术之大成，也是多学科交叉融合的尖端科学与工程技术。当前，我国在集成电路领域仍存在一些棘手难题，关键领域仍然存在“卡脖子”问题。

2.中国的集成电路技术发展史

回顾历史，中国的集成电路技术研究起步并不算晚。50年代中期，正值我国开始实施第一个五年计划，半导体这门当时的新兴科学技术受到了国家的高度重视。

据媒体报道，在没有技术资料、没有完整设备的条件下，中国于1956年成功研制出首批半导体器件——锗合金晶体管。1961年中国第一个集成电路研制课题组成立，1965年第一代单片集成电路在北京、石家庄、上海等地相继问世。

然而，在强调“自力更生，艰苦奋斗”的当时，各家企业都在封闭环境中自行设计、研发、销售。尔后，集成电路行业的发展道路开始变得曲折。改革开放后，中国集成电路的发展更有偏向设备更新的趋势，开始加大对国外引进的依赖。

3. 汉芯事件

汉芯事件（Hanxin events）是指2003年2月上海交通大学微电子学院院长陈进教授发明的“汉芯一号”造假，并借助“汉芯一号”，陈进又申请了数十个科研项目，骗取了高达上亿元的科研基金。中国亟待在高新科技领域有所突破， 自主研发高性能芯片是我国科技界的一大梦想。陈进利用这种期盼，骗取了无数的资金和荣誉，使原本该给国人带来自豪感的“汉芯一号”，变成了一起让人瞠目结舌的重大科研造假事件。

“汉芯一号”曾经的定义

“汉芯一号”采用国际先进的0.18微米半导体工艺设计，在只有手指指甲一半大小的一个集成块上有250万个器件，而且具有32位运算处理内核，每秒钟可以进行2亿次运算。经过国内权威专家验证，认为这一成果接近国际先进技术，在某些方面的性能甚至超过了国外同类产品。

发布仪式

“汉芯1号”正式发布于2003年2月26日。当天的盛大场面：上海市政府新闻办公室亲自主持，信产部科技司司长、上海市副市长、上海科委、教委负责人悉数到场。 在发布会上，由邹士昌、许居衍等知名院士和“863计划”集成电路专项小组负责人严晓浪组成的鉴定专家组作出了一致评定：上海“汉芯1号”及其相关设计和应用开发平台，达到了国际先进水平，是中国芯片发展史上一个重要的里程碑。

此后陈进遭人检举，经相关部门查证，证实2003年2月，陈进负责的团队推出的“汉芯一号”，不过是从美国一家公司买回的芯片，雇人将芯片表面的原有标志用砂纸磨掉，然后加上“汉芯”标志“研制”而成，却因为其欺骗成功，被鉴定为“完全拥有自主知识产权的高端集成电路”，是“我国芯片技术研究获得的重大突破”。

但陈进这一行为直接导致我国在芯片领域停滞了13年之久。

4. 清华大学集成电路学院

正值清华大学迎来110周年校庆之际，清华大学集成电路学院四月22日正式成立。

该学院下设集成纳电子科学研究所、集成电路设计研究所和集成电路制造研究所三个二级机构，面向集成电路技术代际更新的重要机遇，围绕集成电路科学与工程一级学科建设，布局纳电子科学、集成电路设计方法学与EDA、集成电路设计与应用、集成电路器件与制造工艺、MEMS与微系统、封装与系统集成、集成电路专用装备、集成电路专用材料等研究方向。

5．清华大学集成电路学院的设想

为推动学科的交叉融合，该学院将探索1+N联合机制。

“1”是指集成电路学院由原微纳电子系与电子系共建。学院成立后，下设集成纳电子科学研究所、集成电路设计研究所、集成电路制造研究所三个二级机构；“N”则是指多学科交叉融合。学院将在教师聘用机制、有组织科研等方面积极创新，与相关院系设立交叉研究中心。

学院希望在处理器和存储器等高端芯片、EDA、半导体装备等方面实现一些突破，解决从底层的材料装备到上层的系统芯片以及中间的软件支撑等领域存在的一些问题，让中国的集成电路产业在若干年后得以突破国外技术封锁的局面。

6. 清华大学集成电路学院成立的意义

当下中国的集成电路行业发展也面临人才缺失的问题，特别是缺少领军人才、复合型创新人才，这已成为制约我国集成电路产业发展的一项软助。支撑中国的集成电路行业发展需要加快培养紧缺高层次人才，强化集成电路的学科发展。

如今，学科发展正在加速。4月22日，清华大学集成电路学院正式成立。据校方介绍，学院将瞄准国家重大战略需求，聚焦集成电路学科前沿，打破学科壁垒，强化学科交叉，突破关键核心技术，培养国家急需的人才，更好服务国家科技自理自强发展战略，支撑中国集成电路事业的自主创新发展。

院校的主要优势在于发挥引领作用。希望若干年后，集成电路学院的建设能够引领世界相关技术的长远发展，同时形成中国自己的技术优势。“他们（外国）有他们的技术优势，我们有我们的技术优势，这样的话就可以形成一个‘你中有我，我中有你’的局面”。“如果在某些关键技术上，我们有我们的优势的话，将来这种（技术封锁）局面就会很容易被打破。

7. 展望

2018年美国禁止向中兴通讯出售电子技术和通讯元件，2019年华为、中芯国际先后被列入美国制裁名单，面对一些核心设备和元器件“卡脖子”，中国芯片自主发展比历史上任何时候都迫切。

从新中国历史上的两弹一星、探月、火星探测、北斗卫星导航系统、银河系列巨型计算机等的发展可以看出来，中国科学家有大兵团作战的传统，也取得了让世人瞩目的巨大成就。芯片的研发也是如此，清华集成电路学院的成立将是一个标志性事件。可以预料，中国科学家将会取得重大突破。若干年后，美国政府将会对2018年的举措后悔不已。

关于中芯事件、华为、清华大学集成电路学院成立等的具体情况，请看这个视频的详细解读：