龐大信息社會(huì)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(jī)、電腦、家電、高鐵、電動(dòng)車、機(jī)器人、醫(yī)療儀器等離開他們根本無法運(yùn)轉(zhuǎn)。
“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?!笨萍疾恐卮髮m?xiàng)辦公室主任陳傳宏說,芯片(集成電路)制造技術(shù)是當(dāng)今世界最高水平微細(xì)加工技術(shù),是全球高科技國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略必爭(zhēng)制高點(diǎn)。
2008年,我國(guó)啟動(dòng)實(shí)施“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”國(guó)家科技重大專項(xiàng)(簡(jiǎn)稱集成電路裝備專項(xiàng))。9年來,集成電路高端制造裝備和材料從無到有填補(bǔ)產(chǎn)業(yè)鏈空白,制造工藝與封裝集成由弱漸強(qiáng)走向世界參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),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(shí)現(xiàn)從無到有
集成電路裝備專項(xiàng)實(shí)施以來,我國(guó)集成電路制造技術(shù)和產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了從無到有、由弱漸強(qiáng)的巨大變化
“每當(dāng)集成電路技術(shù)進(jìn)步一代,尺寸就縮小三分之一,對(duì)應(yīng)整個(gè)集成度提高4倍?!?strong>集成電路裝備專項(xiàng)技術(shù)總師、中科院微電子研究所所長(zhǎng)葉甜春說:“以28納米技術(shù)為例,集成度相當(dāng)于在指甲蓋大小的面積上制造出10億個(gè)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。更為先進(jìn)的14納米技術(shù),則相當(dāng)于在人體頭發(fā)絲截面上制造出50萬個(gè)以上的晶體管,其中每根導(dǎo)線相當(dāng)于人體頭發(fā)絲的五千分之一?!?/p>
如此精細(xì)操作堪比在“針尖上跳舞”,對(duì)裝備、材料、工藝都是極大的考驗(yàn),由于涉及高技術(shù)含量,制造集成電路的裝備價(jià)格是一般裝備價(jià)格的10倍到100倍。長(zhǎng)期以來,在集成電路高端裝備上我國(guó)長(zhǎng)期受制于人,因?yàn)闆]有工藝節(jié)點(diǎn)達(dá)到90納米、65納米以下的國(guó)內(nèi)自主研發(fā)集成電路裝備,只能采用國(guó)外的設(shè)備。
西方發(fā)達(dá)國(guó)家一直對(duì)出口到中國(guó)的集成電路制造裝備和材料以及工藝技術(shù)嚴(yán)格審查和限制。這對(duì)我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重制約,問題日益凸顯。與此同時(shí),隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展尤其是信息化進(jìn)程的加快,對(duì)集成電路產(chǎn)品的需求持續(xù)快速增長(zhǎng),從2006年開始,集成電路產(chǎn)品超過石油成為我國(guó)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。
實(shí)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(xiàng)實(shí)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(gè)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)。經(jīng)過廣大科研人員艱苦努力,我國(guó)集成電路制造技術(shù)和產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了從無到有、由弱漸強(qiáng)的巨大變化。
“我們有了自己的刻蝕機(jī)等關(guān)鍵裝備,并批量應(yīng)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(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)與世界同步?!比~甜春告訴記者。
這些自主研發(fā)的設(shè)備不僅銷往國(guó)內(nèi)市場(chǎng),也逐步進(jìn)入海外市場(chǎng)。比如,中微半導(dǎo)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(guó)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(guó)際市場(chǎng)上各個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)水平都可以與世界最先進(jìn)設(shè)備廠商競(jìng)爭(zhēng)。目前,中微公司已有460多個(gè)介質(zhì)刻蝕反應(yīng)臺(tái)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(tái)積電的研發(fā)線上正在開發(fā)和核準(zhǔn)5納米刻蝕。
集成電路是所有產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用材料純度最高的產(chǎn)業(yè)?!拔覀冄兄瞥隽藪伖鈩┖蜑R射靶材等上百種關(guān)鍵材料,并通過大生產(chǎn)線考核進(jìn)入批量銷售。這些成果基本覆蓋了我國(guó)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(jìn)的被動(dòng)局面,為我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)自主健康發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)?!比~甜春說。
建立協(xié)同發(fā)展新模式
集成電路裝備專項(xiàng)通過市場(chǎng)機(jī)制打通了科技與經(jīng)濟(jì)的連接通道,建立科技、產(chǎn)業(yè)、金融與區(qū)域經(jīng)濟(jì)有效協(xié)同的新模式