毛军发:《科技自立自强,要以IC为根、以AI为本》
作者:毛军发(中国科学院院士,射频异质异构集成全国重点实验室主任)
芯片与微电子系统是现代高新技术与智能化的基础部件。芯片由电路集成技术实现,微电子系统由电子系统集成技术实现。毛军发指出,就芯片端而言,其技术链条很长,目前任一国家都无法掌握技术链的全链核心技术,中国正在通过研发创新、合作拓展、投资并购等方式打通技术链条上的堵点。就微电子系统而言,其发展方向分为“延续摩尔定律”“绕道摩尔定律”(主要包括电路集成、电子系统集成)两条。
IC只是手段,微电子系统才是目的,芯片只有放在一个系统里才能发挥作用。当前,摩尔定律面临原理、技术与成本等多方面挑战,传统的封装集成技术采取分立的实施步骤,集成电路的前道设计加工与后道封装集成正逐步融合。参照IC的思想,提出IS的概念,目的是能像过去设计、加工一块芯片一样,设计制造一个完整的系统。集成系统有三个特色:一是系统规划、协同设计、融合制造、一体化集成。二是跨尺度、跨材料、跨工艺、跨维度,能够将各种材料、工艺的优势结合在一起。三是可以降低对尖端芯片的依赖性,通过系统设计,使用Chiplet、IP等新技术,用相同工艺实现更高性能。
集成系统还面临诸多挑战:如何处理多物理调控(电磁、温度、应力)、多性能协同(信号/电源完整性、热、力)、多材质融合(硅、化合物半导体、Cu、BCB);同时,需要解决集成系统体系架构、自动化与智能化设计工具、异质界面生成工艺量化调控、可测性原理与测试技术、集成系统的应用技术这些关键技术问题。实现从电路集成到系统集成的技术变革,是后摩尔时代微电子技术发展的重要方向,也是我国微电子技术变道超车发展的历史机遇。
作者介绍:
毛军发:中国科学院院士,深圳大学教授、博士生导师,射频异质异构集成全国重点实验室主任,教育部长江学者特聘教授,国务院学位委员会学科评议组成员,中国电子学会会士、微波分会主任委员,IEEE Fellow,中国电子学会微波分会主任委员,中国电子学会第十一届理事会副理事长。曾任上海交通大学电子信息与电气工程学院院长、党委副书记,上海交通大学党委常委、副校长、上海交通大学党委常委、副校长,深圳大学“射频异质异构集成全国重点实验室”主任,深圳大学校长。毛军发院士主要从事高速电路互连与射频电子封装研究,担任相关领域国家自然基金委创新群体负责人、基础科学中心负责人以及973首席科学家;主持完成或正在承担国家973计划项目、国家重点研发计划项目、国家自然科学基金委基础科学中心项目、科学仪器项目、重点项目等40余项国家和省部级项目;发表400多篇学术论文,其中IEEE刊物论文110多篇。获国家自然科学一等奖、国家自然科学二等奖(排名第2)和国家教学成果二等奖(排名第2)、教育部技术发明一等奖(排名第1)、国家技术发明二等奖(排名第1)、APEMC最佳大会论文奖、何梁何利基金科学与技术创新奖、上海市自然科学牡丹奖、上海市科技进步一等奖等。
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