澎湃崛起的强“芯”路——我国芯片制造核心技术由弱渐强

    指甲盖大小面积上制造出超１０亿个晶体管、每根导线相当于人体头发丝的五千分之一……作为影响国家综合竞争力的战略性产业，集成电路技术水平和产业规模已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志。

　　高端装备和材料从无到有，制造工艺与封装集成由弱渐强，技术创新协同机制羽翼渐丰……国家科技重大专项实施以来，打造集成电路制造创新体系的阶段性目标已经实现，着力破解我国在高端芯片领域的“缺芯之痛”。

　　指甲盖大小面积上制造出超１０亿个晶体管，小小芯片有多难？

　　这是一场无法回避的创新竞赛，竞赛者不在一条起跑线上。

　　长期以来，我国集成电路产业一直受到西方在先进制造装备、材料和工艺引进等方面的种种限制，高端芯片主要依赖进口。随着我国国民经济的快速发展尤其是信息化进程的加快，对集成电路产品的需求持续快速增长，从２００６年开始超过石油成为我国最大宗进口产品，２０１３年至今每年进口额超过２０００亿美元。

　　一方小小的芯片，为何如此之难？中国科学院微电子研究所所长、专项技术总师叶甜春告诉记者，相信大家都没有亲眼见过原子，集成电路（芯片）的制造难度就是原子级的。以２８纳米技术为例，集成度相当于在指甲盖大小面积上制造出１０亿个以上的晶体管，其中每根导线相当于人体头发丝的三千分之一。

　　“集成电路制造技术代表着当今世界微细制造的最高水平，集人类超精细加工技术之大成，因此集成电路产业是一个国家高端制造能力的综合体现，是全球高科技国力竞争的战略必争制高点。”叶甜春说。

　　专家指出，我国在芯片领域面临的挑战主要表现在以下几个方面：一是我国集成电路高端装备和材料基本处于空白状态，完全依赖进口，产业链严重缺失；二是制造工艺与封装集成较弱；三是缺乏自主知识产权，严重制约我国集成电路企业自主创新发展。

　　现代工业的“粮食”：芯片强则产业强

　　如果说开创工业时代的驱动力是蒸汽机，开创电气时代的驱动力是电力，那么开创信息时代的驱动力就是集成电路。

　　“芯片强则产业强，芯片兴则经济兴，没有芯片就没有安全。”叶甜春表示，在信息时代，集成电路是核心基石，电脑、手机、家电、汽车、高铁、电网、医疗仪器、机器人、工业控制等各种电子产品和系统都离不开集成电路。没有集成电路产业支撑，信息社会就失去了“根基”，集成电路因此被喻为现代工业的“粮食”。

　　经过专项实施，一批集成电路制造关键装备实现从无到有的突破。叶甜春表示，目前国产刻蚀机、磁控溅射、离子注入机、等离子化学气相沉积、低压化学气相沉积设备等３０多种关键设备研制成功并通过了大生产线考核，实现了海内外批量销售，总体技术水平达到２８纳米，部分１４纳米关键设备开始进入客户生产线验证。

　　２００８年国务院批准实施集成电路装备专项，共有２００多家企事业单位和２万多名科研人员参与攻关。９年来，先后有３０多种高端装备和上百种关键材料产品研发成功并进入海内外市场，从无到有填补了产业链空白。

　　专项实施前我国集成电路行业所需材料几乎全部进口，目前特种气体、靶材、部分化学品等关键材料已研发完成，通过大生产线考核认证后大批量使用，部分产品进入海外市场，国产光刻胶等已开始进入大生产线试用，在专项的引导下，一批公司成功上市。

　　“核高基”这个听上去“高大上”的名词，其实与每个人的生活息息相关。从手机到电脑，从冰箱到汽车，甚至每一个Ｕ盘，都离不开芯片和软件。这是对核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品的简称，它与载人航天、探月工程等并列为１６个重大科技专项。

　　“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”专项技术总师、清华大学教授魏少军说：“我们在核心电子器件关键技术方面取得重大突破，技术水平全面提升，与国外差距由专项启动前的１５年以上缩短到５年，一批重大产品使我国核心电子器件长期依赖进口的‘卡脖子’问题得到缓解。”

　　培育产品、做大企业：我国集成电路产业由弱渐强

　　面向２０２０年，我国继续加快实施已部署的国家科技重大专项，重点攻克高端通用芯片、高档数控机床、集成电路装备等方面的关键核心技术，形成若干战略性技术和战略性产品，培育新兴产业。

　　北京市经信委主任张伯旭认为，专项采取产业链、创新链、金融链有效协同的新模式，专项与重点区域产业发展规划协同布局，主动引导地方和社会的产业投资跟进支持，将有效推动专项成果产业化，扶植企业做大做强，形成产业规模，提高整体产业实力。

　　同时，集成电路制造装备作为基础产业，其成果的辐射带动面很广。上海市科委总工程师傅国庆介绍，利用专项取得的核心技术，辐射应用到ＬＥＤ、传感器、光伏、液晶面板等泛半导体制造领域，使我国相关领域装备国产化率大幅提升。在ＬＥＤ、光伏等领域已实现关键装备成套国产化，国产装备成为市场主流，ＬＥＤ照明、光伏等产业规模跃居世界第一。

　　关于今后的发展，叶甜春介绍，专项已经在１４纳米装备、工艺、封装、材料等方面进行了系统部署，预计到２０１８年将全面进入产业化。“十三五”期间还将重点支持７－５纳米工艺和三维存储器等国际先进技术的研发，支持中国企业在全球产业链中拥有核心竞争力，实现产业自主发展，形成特色优势。