中國超算“神威·太湖之光”裝配國產(chǎn)芯片，多次蟬聯(lián)世界冠軍。（資料圖片）

工作速度是英特爾最先進的14納米商用硅材料晶體管速度的3倍，而能耗只是其四分之一。這是北京大學教授彭練矛帶領團隊前不久研制出的碳納米晶體管優(yōu)異的性能指標，意味著中國科學家有可能研制出以此類晶體管為元器件的商用碳基芯片，有望在芯片研制技術上趕超國外同行。

研制出碳納米晶體管無疑是我國科學家奮力追趕世界先進水平的征途中取得的一個重大勝利，是中國信息科技發(fā)展的一座新里程碑。從進入新世紀以來，特別是2008年以來，中國致力于打造自己的高端芯片產(chǎn)業(yè)鏈。經(jīng)過持之以恒的努力，中國芯片的研發(fā)不僅取得了階段性成果，而且在國際芯片最前沿的碳納米晶體管研制領域取得了重大成果，為向世界一流水平邁進奠定了堅實基礎。

現(xiàn)代信息社會的根基

“芯片”是我們耳熟能詳?shù)默F(xiàn)代信息科技熱詞之一，但它究竟是什么呢？在沒有回答這些問題之前，讓我們先熟悉一下“集成電路”。“集成電路”是一種微型電子器件或部件。人們采用一定工藝，把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連在一起，制作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上，然后封裝在一個管殼內(nèi)，成為具有所需電路功能的微型結構，使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進一大步。“芯片”一般是指集成電路的載體，是集成電路經(jīng)過設計、制造、封裝、測試后的結果。可以說，“集成電路”和“芯片”所指的內(nèi)容本質上是一致的，只是描述的重點和角度不同，前者強調的是電路的設計和布局布線，后者則強調電路的集成、生產(chǎn)和封裝。因此也可以說，中國芯片的發(fā)展歷程和水平就是中國集成電路的發(fā)展歷程和水平。

“芯片強則產(chǎn)業(yè)強，芯片興則經(jīng)濟興，沒有高端芯片就沒有真正的產(chǎn)業(yè)安全和國家安全。”這是中國科學院微電子研究所所長葉甜春對芯片重要性的清晰認知和高度概括。他說，在當今信息時代，集成電路技術是最重要、最基礎的技術，可以說是信息時代的基石。無論是計算機、手機、家電，還是汽車、高鐵、電網(wǎng)、醫(yī)療儀器、機器人、工業(yè)控制等，產(chǎn)品核心和知識產(chǎn)權的載體都是集成電路。沒有集成電路產(chǎn)業(yè)支撐，信息社會就失去了根基。這也是集成電路被喻為現(xiàn)代工業(yè)的“糧食”的原因所在。

自主創(chuàng)新，自強自立

正是深刻認識到芯片技術和集成電路技術在現(xiàn)代信息技術革命中的戰(zhàn)略價值，中國發(fā)起了依靠自主創(chuàng)新，打破西方發(fā)達國家技術限制封鎖，實現(xiàn)芯片“突圍”的自強運動。葉甜春介紹說，長期以來，在集成電路發(fā)展方面，西方發(fā)達國家對我們嚴格封鎖限制。

為打破困局，從根本上實現(xiàn)信息科技產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新發(fā)展，2000年，國務院印發(fā)了《鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》，這標志著中國集成電路產(chǎn)業(yè)進入真正起步階段。根據(jù)《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》，2008年，我國將“核高基”（核心電子器件、高端通用芯片、基礎軟件產(chǎn)品）和“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”分別列入國家科技重大專項并開始實施。2014年，《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》頒布，并成立了首期規(guī)模為1200億元的國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金。這些舉措旨在充分發(fā)揮社會主義制度集中力量辦大事的優(yōu)勢和市場機制的作用，力圖實現(xiàn)戰(zhàn)略性突破。經(jīng)過多年臥薪嘗膽，“中國芯”取得了一批驕人成果，基本實現(xiàn)了自強自立。

今年6月發(fā)布的國際超級計算機排名中，中國“神威·太湖之光”再次奪冠，而鑄就其冠軍之尊的是地道的“中國芯”，在其小小薄塊上，集成了260個運算中心，數(shù)十億晶體管。其單芯片計算能力相當于3臺2000年世界頂級超算。除了神威之外，中國還擁有了龍芯、海思、展訊等一批知名芯片公司和其性能優(yōu)秀的產(chǎn)品。這些成就得益于我國集成電路技術的大發(fā)展。葉甜春總結說，通過實施相關專項，集成電路高端裝備和材料從無到有，填補了產(chǎn)業(yè)鏈空白，形成良性發(fā)展的產(chǎn)業(yè)生態(tài)；制造工藝與封裝集成由弱漸強，技術水平實現(xiàn)跨越，國際競爭力大幅提升，制造的智能手機、通訊設備、智能卡等芯片產(chǎn)品大批量進入市場；創(chuàng)新發(fā)明不斷涌現(xiàn)，形成了自主知識產(chǎn)權體系。

瞄準最前沿

據(jù)海關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2016年，中國集成電路進口逾3425億塊，金額超2270億美元，接近于同期原油進口額的兩倍，而集成電路出口額約為614億美元，存在很大逆差。這說明，中國作為全球信息產(chǎn)業(yè)基地，雖然已在一定程度上滿足了自身對集成電路的需求，并開始參與國際市場競爭，但是總體而言，依然缺乏高端芯片產(chǎn)品。

正如葉甜春所指出的那樣，今天雖然已經(jīng)站在新的起點上，但是“中國芯”依然處在艱苦的“爬坡”階段。一方面，集成電路科技和產(chǎn)業(yè)仍然與發(fā)達國家存在較大差距，整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模仍然很小，創(chuàng)新能力和水平有待進一步提高。另一方面，國外加大了技術封鎖力度，設置更多障礙。2015年，美國以超算芯片出口審核為名，事實上下達了對華出口禁令。2016年，美國打著維護“國家安全”的幌子，全然不顧自由貿(mào)易原則，不僅導致清華紫光收購美國鎂光失利，而且“扼殺”了中國投資基金對德國芯片企業(yè)的收購。

中國將繼續(xù)是全球最有活力的經(jīng)濟體，中國市場將繼續(xù)是世界信息產(chǎn)業(yè)最大市場，這些必將賦予“中國芯”和集成電路科技和產(chǎn)業(yè)更多爬坡過坎的能量。而在實施國家科技重大專項過程中積累了“創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、金融鏈”協(xié)同發(fā)展的經(jīng)驗，摸索出“下游考核上游，整機考核部件，應用考核技術，市場考核產(chǎn)品”的考核機制，為進一步發(fā)展奠定了堅實基礎。

作為“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”國家科技重大專項技術總師，葉甜春透露說，專項已經(jīng)在14納米裝備、工藝、封裝、材料等方面進行了系統(tǒng)部署，預計2018年將全面進入產(chǎn)業(yè)化階段。“十三五”時期，專項將重點支持7-5納米工藝以及三維存儲器等大宗戰(zhàn)略性產(chǎn)品和國際先進技術的研發(fā)。

根據(jù)相關規(guī)劃，中國集成電路產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)到2030年將達到國際先進水平，一批企業(yè)將進入國際第一梯隊，實現(xiàn)最終跨越。集成電路制造技術代表當今世界微細制造的最高水平，可謂集人類超精細加工技術之大成?？梢云诖氖牵S著科研人員和信息產(chǎn)業(yè)界的努力，中國在集成電路超精細加工領域將向著更高水平挺進，強勁的“中國芯”將有望造福全世界。