作者:冯丽妃 来源:中国科学报 发布时间:2021/5/6 20:51:25
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夏建白院士:“造船不如买船”带来的教训

 

“过去我们总想着买芯片就解决问题了,对自己制造集成电路并不是很重视,造成了目前芯片‘卡脖子’的状态。这是给我国信息产业的一个教训。”

谈起国产集成电路遭遇“卡脖子”之痛的根源,近日,半导体物理学家、中科院院士夏建白在接受《中国科学报》采访时开门见山地说。

“造船不如买船”的教训

当前,大、智、云、移、物飞速发展,但集成电路却成为我国信息产业的一块短板,特别是以制造业为主的芯片下游是我国集成电路产业最薄弱的环节。

事实上,集成电路在我国起步不晚。夏建白表示,建国之初,王守武、汤定元、洪朝生、林兰英等半导体物理学家就相继回国开始相关研究了。1958年,在王守武等科学家的努力下,中科院半导体所制造出首个硅单晶晶体管,还做成了第一台通用数字电子计算机103机。1970年发射的东方红卫星上播送的《东方红》乐曲用的就是国产芯片。

“但当时整个的趋势是‘造船不如买船,买船不如租船’。这样一来就产生了对外依赖性,别人一卡就容易出问题。”在近日举行的北京地区广受关注学术成果报告会(集成电路领域)间歇,夏建白对《中国科学报》说。

类似的教训不止于此。他举例说,上世纪70年代,为打破国际上对中国的禁运,在我国半导体物理学奠基人、中科院半导体所所长黄昆带领下,半导体所与中科院物理所、沈阳科技仪器厂三家单位联合,经过两三年的时间,自主研制出分子束外延设备,且质量达到国际水平,在国际上引起震动。

让夏建白觉得有些讽刺的是,我国成功制造出分子束外延设备后,国外就不再对中国禁运。“但我们自己也不争气,都去买国外的设备。结果我们生产了两台,就没法继续下去了。”夏建白有些遗憾地说,“这说明中国要发展高科技仪器设备,一定要自主地生产,不能只依靠别人。”

急需工科人才补短板

在夏建白看来,我国集成电路存在的短板不光是芯片制造中关注度颇高的光刻机,还有工艺设备。

“这方面我国产业规模不大,做出来的产品质量也不算太高。”他坦言,“因为一开始做,专利是人家的,做起来既花钱,又赚不了钱,所以国内相关企业不多。”

那么,如何弥补工艺设备的短板呢?他的建议是,多培养工科博士或工匠,加强动手能力。“过去,我们培养人偏重于理科,但工科对于解决实际问题很重要。”

夏建白举例说,美国通用电气公司前副总裁纽曼(Gerhard Meumann)就是学徒出身,二战后接手通用电器,在他领导下做成了先进的航空发动机。让通用与英国劳斯莱斯成为两个主要引领全球商用大型客机发动机制造的公司。

“与集成电路一样,航空发动机也是我国面临的一个‘卡脖子’问题。在这些关键技术设备的研发中,都要工匠发挥作用。”他说。比如航空发动机叶片,即便拆除后分析其中的化学分析成分也很难制造出来,还需要知道其冶炼、加工过程,才能让它耐高温,有更高寿命,这些就需要拥有实际经验的工匠。

我国集成电路领域的人才和国际相比缺口较大。去年1月才,我国集成电路升级为一级学科。今年4月底,清华大学又成立集成电路学院。这些都是我国集成电路人才培养的“及时雨”。不过,人才仍然缺乏“一下子赶上来不容易”。工科教育还得加强,应该培养学生的动手能力。

半导体产业前景广阔

随着芯片微缩至纳米级,业界认为摩尔定律已趋极限。面对这一技术极限以及我国对集成电路的重大需求,当前,科学界和产业界都在不断尝试延续摩尔定律、降低集成电路成本。

在夏建白看来,未来半导体发展前景广阔。一方面,从光电技术发展角度看,与集成电路发展现状相比,国内光电子的水平并不低,将来向光电集成方向发展有很大空间。另一方面,从半导体技术发展角度看,二维材料的研究热度已经持续了较长时间,磁性半导体存储器也是一个新的突破口。这些方向也给中国半导体产业发展带来新机遇。

与此同时,他表示,尽管中国现在是世界第二大经济体,但人均国民生产总值仍不够高,经济总量仍不够强大。因此,发展高科技也要“有所为,有所不为”。“我们不可能所有的事情都做国际第一,要看看哪个对国民经济、对国防更重要,就投入巨大力量来做。集成电路肯定是要有所为的领域。”

 
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