指甲蓋大小面積上制造出超10億個(gè)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(guó)家綜合競(jìng)爭(zhēng)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(gè)國(guó)家產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。

高端裝備和材料從無(wú)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(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)實(shí)施以來(lái)，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(guó)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(gè)晶體管，小小芯片有多難？

這是一場(chǎng)無(wú)法回避的創(chuàng)新競(jìng)賽，競(jìng)賽者不在一條起跑線上。

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)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(lài)進(jìn)口。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(kāi)始超過(guò)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(guò)2000億美元。

一方小小的芯片，為何如此之難？中國(guó)科學(xué)院微電子研究所所長(zhǎng)、專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)總師葉甜春告訴記者，相信大家都沒(méi)有親眼見(jiàn)過(guò)原子，集成電路（芯片）的制造難度就是原子級(jí)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(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。

“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(lèi)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(gè)國(guó)家高端制造能力的綜合體現(xiàn)，是全球高科技國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略必爭(zhēng)制高點(diǎn)。”葉甜春說(shuō)。

專(zhuān)家指出，我國(guó)在芯片領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是我國(guó)集成電路高端裝備和材料基本處于空白狀態(tài)，完全依賴(lài)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(shí)產(chǎn)權(quán)，嚴(yán)重制約我國(guó)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(shuō)開(kāi)創(chuàng)工業(yè)時(shí)代的驅(qū)動(dòng)力是蒸汽機(jī)，開(kāi)創(chuàng)電氣時(shí)代的驅(qū)動(dòng)力是電力，那么開(kāi)創(chuàng)信息時(shí)代的驅(qū)動(dòng)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(méi)有芯片就沒(méi)有安全。”葉甜春表示，在信息時(shí)代，集成電路是核心基石，電腦、手機(jī)、家電、汽車(chē)、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(kāi)集成電路。沒(méi)有集成電路產(chǎn)業(yè)支撐，信息社會(huì)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(guò)專(zhuān)項(xiàng)實(shí)施，一批集成電路制造關(guān)鍵裝備實(shí)現(xiàn)從無(wú)到有的突破。葉甜春表示，目前國(guó)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(guò)了大生產(chǎn)線考核，實(shí)現(xiàn)了海內(nèi)外批量銷(xiāo)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(kāi)始進(jìn)入客戶(hù)生產(chǎn)線驗(yàn)證。

2008年國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)實(shí)施集成電路裝備專(zhuān)項(xiàng)，共有200多家企事業(yè)單位和2萬(wàn)多名科研人員參與攻關(guān)。9年來(lái)，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(chǎng)，從無(wú)到有填補(bǔ)了產(chǎn)業(yè)鏈空白。

專(zhuān)項(xiàng)實(shí)施前我國(guó)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(guò)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(chǎng)，國(guó)產(chǎn)光刻膠等已開(kāi)始進(jìn)入大生產(chǎn)線試用，在專(zhuān)項(xiàng)的引導(dǎo)下，一批公司成功上市。

“核高基”這個(gè)聽(tīng)上去“高大上”的名詞，其實(shí)與每個(gè)人的生活息息相關(guān)。從手機(jī)到電腦，從冰箱到汽車(chē)，甚至每一個(gè)U盤(pán)，都離不開(kāi)芯片和軟件。這是對(duì)核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品的簡(jiǎn)稱(chēng)，它與載人航天、探月工程等并列為16個(gè)重大科技專(zhuān)項(xiàng)。

“核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品”專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)總師、清華大學(xué)教授魏少軍說(shuō)：“我們?cè)诤诵碾娮悠骷P(guān)鍵技術(shù)方面取得重大突破，技術(shù)水平全面提升，與國(guó)外差距由專(zhuān)項(xiàng)啟動(dòng)前的15年以上縮短到5年，一批重大產(chǎn)品使我國(guó)核心電子器件長(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口的‘卡脖子’問(wèn)題得到緩解?！?/p>

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

面向2020年，我國(guó)繼續(xù)加快實(shí)施已部署的國(guó)家科技重大專(zhuān)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(zhuān)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(zhuān)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(dòng)引導(dǎo)地方和社會(huì)的產(chǎn)業(yè)投資跟進(jìn)支持，將有效推動(dòng)專(zhuān)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(shí)，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(dòng)面很廣。上海市科委總工程師傅國(guó)慶介紹，利用專(zhuān)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(guó)相關(guān)領(lǐng)域裝備國(guó)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(guó)產(chǎn)化，國(guó)產(chǎn)裝備成為市場(chǎng)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(zhuān)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(chǔ)器等國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)，支持中國(guó)企業(yè)在全球產(chǎn)業(yè)鏈中擁有核心競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展，形成特色優(yōu)勢(shì)。

更多資訊請(qǐng)關(guān)注電力電子頻道