新華社北京6月15日電 題:澎湃崛起的強(qiáng)“芯”路——我國芯片制造核心技術(shù)由弱漸強(qiáng)

新華社記者 陳芳、胡喆

指甲蓋大小面積上制造出超10億個晶體管、每根導(dǎo)線相當(dāng)于人體頭發(fā)絲的五千分之一……作為影響國家綜合競爭力的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),集成電路技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)規(guī)模已成為衡量一個國家產(chǎn)業(yè)競爭力和綜合國力的重要標(biāo)志。

高端裝備和材料從無到有,制造工藝與封裝集成由弱漸強(qiáng),技術(shù)創(chuàng)新協(xié)同機(jī)制羽翼漸豐……國家科技重大專項(xiàng)實(shí)施以來,打造集成電路制造創(chuàng)新體系的階段性目標(biāo)已經(jīng)實(shí)現(xiàn),著力破解我國在高端芯片領(lǐng)域的“缺芯之痛”。

指甲蓋大小面積上制造出超10億個晶體管,小小芯片有多難?

這是一場無法回避的創(chuàng)新競賽,競賽者不在一條起跑線上。

長期以來,我國集成電路產(chǎn)業(yè)一直受到西方在先進(jìn)制造裝備、材料和工藝引進(jìn)等方面的種種限制,高端芯片主要依賴進(jìn)口。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展尤其是信息化進(jìn)程的加快,對集成電路產(chǎn)品的需求持續(xù)快速增長,從2006年開始超過石油成為我國最大宗進(jìn)口產(chǎn)品,2013年至今每年進(jìn)口額超過2000億美元。

一方小小的芯片,為何如此之難?中國科學(xué)院微電子研究所所長、專項(xiàng)技術(shù)總師葉甜春告訴記者,相信大家都沒有親眼見過原子,集成電路(芯片)的制造難度就是原子級的。以28納米技術(shù)為例,集成度相當(dāng)于在指甲蓋大小面積上制造出10億個以上的晶體管,其中每根導(dǎo)線相當(dāng)于人體頭發(fā)絲的三千分之一。

“集成電路制造技術(shù)代表著當(dāng)今世界微細(xì)制造的最高水平,集人類超精細(xì)加工技術(shù)之大成,因此集成電路產(chǎn)業(yè)是一個國家高端制造能力的綜合體現(xiàn),是全球高科技國力競爭的戰(zhàn)略必爭制高點(diǎn)。”葉甜春說。

專家指出,我國在芯片領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)主要表現(xiàn)在以下幾個方面:一是我國集成電路高端裝備和材料基本處于空白狀態(tài),完全依賴進(jìn)口,產(chǎn)業(yè)鏈嚴(yán)重缺失;二是制造工藝與封裝集成較弱;三是缺乏自主知識產(chǎn)權(quán),嚴(yán)重制約我國集成電路企業(yè)自主創(chuàng)新發(fā)展。

現(xiàn)代工業(yè)的“糧食”:芯片強(qiáng)則產(chǎn)業(yè)強(qiáng)

如果說開創(chuàng)工業(yè)時代的驅(qū)動力是蒸汽機(jī),開創(chuàng)電氣時代的驅(qū)動力是電力,那么開創(chuàng)信息時代的驅(qū)動力就是集成電路。

“芯片強(qiáng)則產(chǎn)業(yè)強(qiáng),芯片興則經(jīng)濟(jì)興,沒有芯片就沒有安全。”葉甜春表示,在信息時代,集成電路是核心基石,電腦、手機(jī)、家電、汽車、高鐵、電網(wǎng)、醫(yī)療儀器、機(jī)器人、工業(yè)控制等各種電子產(chǎn)品和系統(tǒng)都離不開集成電路。沒有集成電路產(chǎn)業(yè)支撐,信息社會就失去了“根基”,集成電路因此被喻為現(xiàn)代工業(yè)的“糧食”。

經(jīng)過專項(xiàng)實(shí)施,一批集成電路制造關(guān)鍵裝備實(shí)現(xiàn)從無到有的突破。葉甜春表示,目前國產(chǎn)刻蝕機(jī)、磁控濺射、離子注入機(jī)、等離子化學(xué)氣相沉積、低壓化學(xué)氣相沉積設(shè)備等30多種關(guān)鍵設(shè)備研制成功并通過了大生產(chǎn)線考核,實(shí)現(xiàn)了海內(nèi)外批量銷售,總體技術(shù)水平達(dá)到28納米,部分14納米關(guān)鍵設(shè)備開始進(jìn)入客戶生產(chǎn)線驗(yàn)證。

2008年國務(wù)院批準(zhǔn)實(shí)施集成電路裝備專項(xiàng),共有200多家企事業(yè)單位和2萬多名科研人員參與攻關(guān)。9年來,先后有30多種高端裝備和上百種關(guān)鍵材料產(chǎn)品研發(fā)成功并進(jìn)入海內(nèi)外市場,從無到有填補(bǔ)了產(chǎn)業(yè)鏈空白。

專項(xiàng)實(shí)施前我國集成電路行業(yè)所需材料幾乎全部進(jìn)口,目前特種氣體、靶材、部分化學(xué)品等關(guān)鍵材料已研發(fā)完成,通過大生產(chǎn)線考核認(rèn)證后大批量使用,部分產(chǎn)品進(jìn)入海外市場,國產(chǎn)光刻膠等已開始進(jìn)入大生產(chǎn)線試用,在專項(xiàng)的引導(dǎo)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(shí)與每個人的生活息息相關(guān)。從手機(jī)到電腦,從冰箱到汽車,甚至每一個U盤,都離不開芯片和軟件。這是對核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品的簡稱,它與載人航天、探月工程等并列為16個重大科技專項(xiàng)。

“核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品”專項(xiàng)技術(shù)總師、清華大學(xué)教授魏少軍說:“我們在核心電子器件關(guān)鍵技術(shù)方面取得重大突破,技術(shù)水平全面提升,與國外差距由專項(xiàng)啟動前的15年以上縮短到5年,一批重大產(chǎn)品使我國核心電子器件長期依賴進(jìn)口的‘卡脖子’問題得到緩解。”

培育產(chǎn)品、做大企業(yè):我國集成電路產(chǎn)業(yè)由弱漸強(qiáng)

面向2020年,我國繼續(xù)加快實(shí)施已部署的國家科技重大專項(xiàng),重點(diǎn)攻克高端通用芯片、高檔數(shù)控機(jī)床、集成電路裝備等方面的關(guān)鍵核心技術(shù),形成若干戰(zhàn)略性技術(shù)和戰(zhàn)略性產(chǎn)品,培育新興產(chǎn)業(yè)。

北京市經(jīng)信委主任張伯旭認(rèn)為,專項(xiàng)采取產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈、金融鏈有效協(xié)同的新模式,專項(xiàng)與重點(diǎn)區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃協(xié)同布局,主動引導(dǎo)地方和社會的產(chǎn)業(yè)投資跟進(jìn)支持,將有效推動專項(xiàng)成果產(chǎn)業(yè)化,扶植企業(yè)做大做強(qiáng),形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模,提高整體產(chǎn)業(yè)實(shí)力。

同時,集成電路制造裝備作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),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(xiàng)取得的核心技術(shù),輻射應(yīng)用到LED、傳感器、光伏、液晶面板等泛半導(dǎo)體制造領(lǐng)域,使我國相關(guān)領(lǐng)域裝備國產(chǎn)化率大幅提升。在LED、光伏等領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵裝備成套國產(chǎn)化,國產(chǎn)裝備成為市場主流,LED照明、光伏等產(chǎn)業(yè)規(guī)模躍居世界第一。

關(guān)于今后的發(fā)展,葉甜春介紹,專項(xiàng)已經(jīng)在14納米裝備、工藝、封裝、材料等方面進(jìn)行了系統(tǒng)部署,預(yù)計(jì)到2018年將全面進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化。“十三五”期間還將重點(diǎn)支持7-5納米工藝和三維存儲器等國際先進(jìn)技術(shù)的研發(fā),支持中國企業(yè)在全球產(chǎn)業(yè)鏈中擁有核心競爭力,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展,形成特色優(yōu)勢。