向“芯”攀登,扛牢高水平科技自立自强的装备担当——对话中国电科首席科学家王志越
中国日报2月21日电(记者 赵磊)在无处不在、无所不能的电子设备里,最关键部分就是集成电路,它与生活密不可分,又显得遥远而神秘。一片芯片的诞生,就是在指甲盖大小的方寸之间,排布上亿根晶体管和数公里长的导线,这个过程需要经过设计、制造、封装、测试等环节,由此构成了一条完整集成电路产业链。
过去三十年,集成电路技术驱动了整个电子信息产业的发展,以集成电路为核心的电子信息产业已经超过了以汽车、石油、钢铁为代表的传统工业,成为世界第一大产业。未来二十年,集成电路技术继续向纳米演进,仍是信息技术发展的关键。为全力打赢关键核心技术攻坚战,中国电科聚焦离子注入机、CMP等集成电路核心装备奋力攻关,聚力打造集成电路装备原创技术策源地和现代产业链链长。
如今,我国集成电路领域的发展情况如何?中国电科科研团队做出了哪些努力?集成电路应该采取怎样的发展路径?近日,记者采访了中国电科首席科学家王志越,请他为我们打开一个探究集成电路奥秘的窗口。
记者:众所周知,芯片被称为现代社会的“工业粮食”,一个小小的芯片,缘何如此神奇?作为集成电路领域的专家您能否结合您的研究方向简单给我们介绍一下?
在我们生活中,从电视机遥控器,到手机、电视机等,只要是自动化电子设备,都要用到芯片。未来,人工智能、智能汽车、物联网这些美好生活场景,也离不开芯片。要把一粒粒随处可见的砂子,变成手机、电脑里中算力高超的芯片,依靠的就是以光刻机、离子注入机、化学机械抛光(CMP)、薄膜沉积、刻蚀、清洗等为代表的高端电子制造装备。
制造一个指甲盖大小的芯片,难度好比在相当于头发丝直径万分之一的地基上建起高楼大厦,这项技术十分精细,难度极高。整个制造过程,往往需要经过上千个工艺步骤,每个工艺步骤都要依赖特定的电子制造装备的加工处理。因此,集成电路制造装备是产业发展的基础,集人类超精细加工技术之大成,代表着当今世界微细制造的最高水平,是一个国家高端制造能力的综合体现,更是全球高科技国力竞争的战略必争制高点。
记者:中国电科在集成电路领域核心装备研制方面做了哪些努力?
一直以来,中国电科以国家战略需求和产业升级需要为导向,持续发力集成电路高端电子制造核心装备自主创新,成立中电科集成电路装备核心技术发展研究中心,聚力突破集成电路装备自主创新的堵点卡点。聚焦离子注入机设备,实现了中束流、大束流、高能、特种等系列产品自主创新发展,工艺节点覆盖14nm,累计销售超100台,实现全系列产品国产化,全力支撑集成电路装备产业基础高级化。聚焦化学机械抛光(CMP)设备,200mm CMP国内市场占有率达到70%以上,300mm CMP设备已通过主流产线工艺验证,关键指标达到28nm工艺技术要求,自主供给能力稳步提高。
记者:我们知道攻克关键技术很难,取得刚刚所说的这些成果肯定来之不易。在集智攻关过程中,让您印象最深刻的是什么,能和我们分享一下您的感悟吗?
“发展国产装备、铸就国芯基石”,这个横幅在我们科研场所、生产车间随处可见。我认为这不仅为科研工作者指明了奋斗方向,也体现了集团公司的使命担当。
我大学一毕业就有幸参与了我国首台1.5-2微米光刻机的研制攻关。众所周知,光刻机是半导体制造“皇冠上的明珠”,也是所有集成电路制造设备中技术含量最高的设备,包含上万个零部件,集合了数学、光学、流体力学、高分子物理与化学、表面物理与化学、精密仪器、机械、自动化、软件、图像识别领域等等顶尖技术,其工艺水平直接决定芯片制程和性能。
加入团队时,正是设备工艺调试的紧要关头。像这种高端精密装备,安装调试需要在超高洁净的环境中,必须穿上洁净服,为了节约时间,我们常常一呆就是一天半宿。净化间常年恒温,夏天只是坐着就汗流浃背,还要聚精会神调试参数,一丝不苟记录研讨,老一辈强烈爱国情怀和执着科研追求,在我内心深处产生强烈震撼,也成为我对自己的要求。
这几年来,集成电路高端装备自主创新需求迫切,我的心中一团火也在熊熊燃烧。“必须快速突破核心技术,这是国家需要”,这个信念每一分每一秒都在鞭策我们,快点、再快点。立足国家战略急需,我们日夜鏖战,反复细推,确保集成电路核心装备等多个重大项目立项启动。近40年来,我更加笃定,我们从事的国产集成电路装备产业的自主化道路,是极其艰辛的,更是极其伟大的,我愿意继续发挥着一个老兵的作用,在这个道路上为国家贡献所有的力量。
记者:您认为我们该如何拓展集成电路领域的发展空间?
关键技术是维护国家安全、保障经济发展的基础核心能力,要全力加快原创性引领性技术攻关。按照半导体装备技术体系发展路线,我认为应该向超越摩尔的微系统集成应用、第三代半导体、新一代光/量子芯片等前沿技术领域探索,攻克材料制备、芯片制造和封装测试等制造工艺核心技术。
集成电路领域是典型的资金密集型、技术密集型、人才密集型产业,目前我们布局的攻关任务都是产业链上的关键核心装备,其重要程度、艰难程度可想而知。
我们要不断完善技术体系、丰富产品体系、拓展应用体系,从源头上狠抓理论基础和工程化应用,找准堵点、卡点、痛点,联合国内上下游资源协同攻关,成体系布局材料、芯片、封装等核心装备,实现半导体装备自主创新发展。要深入贯彻以需求为牵引、问题为导向,以企业为主体、产学研用紧密合作的发展理念,建立研发资金持续投入机制,在国家重大科技项目的持续支持下,统筹利用国家、企业、社会资本等多方面资金,持续加强半导体装备前沿技术和共性技术研发投入,完善技术研发平台和试验验证平台,促进半导体装备向研发设计正向化、核心技术自主化、装备工艺一体化、集成创新协同化发展。
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