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身边的科学家|中国芯 中国心 中国梦

身边的科学家|中国芯  中国心  中国梦 喀斯玛
2019-12-18
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导读:向无数为了中国梦默默奉献的科学家们致敬。



近日,2019中国城市大会暨中国城市品牌评价发布(地级市)会在人民日报社召开。


北京计算机学会副秘书长卞东在会上表示,芯片产业是整个信息产业的核心部件和基石,也是国家信息安全的屏障发展芯片产业是中国科技真正崛起的道路。


科技强则国强,科技兴则国兴。


随着国力的强盛,国家综合实力的提升,在变化多端的国际形势下,国家日益重视高精尖领域的投资与发展,以满足我国对高端科技领域日益增长的需求。在不少曾严重依赖进口的技术领域,国家更是不惜重金广聚人才。


在当前的国际贸易局势下,芯片二字不断出现在普罗大众的视野中,以华为为代表的国产芯片行业为我们带来过不少高光时刻。中国是全球最大的半导体市场,但一直以来,芯片制造业主要是为海外加工,集成电路设计企业的主流产品仍然集中在中低端。


芯片技术是世界上最难掌握的核心技术之一,也是衡量一个国家科技实力的重要标准之一。芯片从研发到完成,会经历IC设计、IC制造和IC封测三大环节,这三个大环节里又根据芯片类型细化为许多小环节。比如硅片制造就需要100多道工序。目前只有英特尔、三星、TI(德州仪器)等极少数企业能够独立完成设计、制造和封测所有工序。


集成电路作为当今信息社会基础的基础,具有独特的三性特点, 即基础性、先导性、战略性,这决定了集成电路产业发展的特殊性和艰难性。对我国来说,国外对我国的出口限制一直以来都非常严格,甚至还设置了许多专利壁垒来限制我们的研发工作。因此我国必须要拥有自己的专利技术,掌握芯片核心技术。


另一个难关来自技术本身,以极小化28纳米产品为例,精度是几个纳米(人类头发丝直径5万纳米),制造精度差不多接近物理极限。同时也是超大系统组合技术,在一张硅片上同时制备数百万亿晶体管,通过60多种材料一千多步工艺制造出来,所以说制造层面上是极小与超大的极限组合工程技术。而最严峻的挑战,则来源于产业链的完备性。因为我国起步晚、起点低,产业的源头从硅的提炼,到拉单晶制备硅片、芯片设计、芯片制造、工艺材料和装备、一路上需要有好多个基础工业环节支撑。同时集成电路制造涉及到的学科非常宽,在理工科院校里几乎有专业都与集成电路制造领域相关。


现在小有成就的国产芯片企业,无一不是经过多年的艰苦创业和风霜打磨,正是这些在无数雨雪中走来的企业,也正是这些企业里多年来默默奋斗,甘愿舍弃国外优渥待遇学成归国帮助国产芯片从零开始的科学家们,扛起了中国芯片的大旗,昂首前进。

 

今天,小喀将向大家介绍其中的几位佼佼者——

 

国产化学机械抛光研磨液,擦亮“中国芯”


她叫王淑敏。

 

她是美国莱斯大学材料化学的博士,多年倾心于液体化学及配方研发。作为一名化学博士,在美国学习工作的十几年里,王淑敏的大部分时间都是穿着洁净服在实验室度过的。

 

半导体领域,全球没有一个国家能够实现全产业链自给自足。尤其是高端环节,基本垄断在欧美企业手里。高端半导体材料行业是个技术难度大、门槛极高、风险很大的行业,例如化学机械抛光液,用于芯片表面的抛光,在微米、纳米甚至分子级上与芯片表面发生作用,保护需要保护的,去除需要去除的。这是过去三四十年间,集成电路制造领域为数不多的革命性技术之一,也是使得摩尔定律得以继续发挥效用的关键技术,也是难倒无数研发团队的一只拦路虎。

 

化学机械抛光研磨液是王淑敏回国后研发的产品。目前,王淑敏团队研发的化学机械抛光液已在130~28nm技术节点实现规模化销售,14nm技术节点产品已进入客户认证阶段,10~7nm技术节点产品正在研发中。13年不忘初心不改初衷一直往前,王淑敏和她的团队终于为我国研发出具有自主知识产权的研磨液,打破了西方垄断。

 

二十年风雨无阻,中国老兵用中国心打造中国“芯”


他叫张韵东。

 

他是“星光中国芯工程”的副总指挥,也是中星微创始团队的核心成员。他曾主持和参与制订2项国家标准,多次担任“核高基”、“973计划”、“863计划”、国家电子发展基金、国家集成电路设计专项等重大科研项目负责人。2016年7月受聘为中国工程院中国信息与电子工程科技发展战略研究中心专家委员会特聘专家。

 

中星微VIMICRO是中国集成电路行业的一名老兵,1999年由邓中翰博士创立,2001年,公司首款数字多媒体芯片——星光一号诞生,一举打入最大的PC外设厂商罗技Logitech。从Made in China,到Design in China,这款自主研发的芯片,彻底结束了“中国无芯”的历史。2005年,中星微正式登陆纳斯达克,成为中国第一家在海外上市的芯片设计企业。至今,已走过了近二十年。这二十年,便是“中国芯”的浓缩版历史。

 

此次新中国成立70周年阅兵典礼上,他也位列受邀嘉宾之中。看着阅兵队伍里的科研方阵和用着中星微自主研发的芯片技术的尖端武器,他激动不已。保剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来,那是中星微团队数十年磨成的一剑,那样的中国芯,“真香”!

 

我的中国心就是做世界第一的中国芯


 

他叫姚力军。

 

他获中国哈尔滨工业大学工学博士学位、日本国广岛大学工学博士学位。曾就职于世界500强的霍尼韦尔公司,担任霍尼韦尔公司电子材料部门日本生产基地总执行官,2004年出任霍尼韦尔公司电子材料事业部大中华区总裁。姚力军的专业是靶材导线,属于半导体材料技术的最前沿,其核心技术掌握在少数几家美国和日本企业手中,长期以来是中国半导体产业发展一道跨不过的门槛。

 

2005年,毅然带领多名海外博士、日本及美国籍的专家回到祖国,专注于超大规模集成电路制造用溅射靶材的研发和生产,披襟斩棘,最终结束了该产品长期依赖进口的历史,为超大规模集成电路制造用溅射靶材的国产化作出了特殊贡献。

 

仰望星空,更要脚踏实地。姚力军在谈及未来目标时说,“我们会继续扎根于超高纯金属及溅射靶材领域,直到占有全球30%以上的市场份额,在全球布局建设生产基地,组建全球一流的人才梯队,我们要做到全球第一。”

 

从硅谷传奇到中国神话,只为那一颗中国“芯”


他叫尹志尧。

 

他被称为“硅谷最有成就的华人之一”。

 

14年前,年近花甲的尹志尧回国创业,他说,要在芯片制造领域与国际巨头直接碰撞,要做就做世界第一。

 

在芯片制造中,光刻、等离子刻蚀和化学气相沉积,是三个最为关键的程序,难度也相当高。其中,等离子体刻蚀机是在芯片上进行微雕刻,雕刻出细而深的接触孔或线条,每条线条和深孔的加工精度只有头发丝直径的千分之一,甚至是万分之一。而中微公司仅用4年时间就成功研制出了“中微半导体刻蚀机”,其性能之高连美国的行业巨头都感到惊讶,甚至有两个巨头企业还对中微半导体提起了专利诉讼。最终,中微半导体获得了胜诉。2015年,美国承认中国有能力制造出具有国际竞争力的等离子刻蚀机,随后决定将中国从控制名单上除名。

 

他没有食言。

 

2017年,中微宣布其率先掌握了5nm的生产半导体芯片的刻蚀机技术,相当于人类头发丝的万分之一,而当时世界上的其他半导体都还处在10纳米和7纳米阶段。这就意味着,尹志尧和他的团队,使中国半导体技术第一次占据世界制高点。在这一领域内常年没有任何话语权的中国半导体企业,一举成名,实现了弯道超车;同年9月2日,华为麒麟970走向世界,在它仅有指甲盖大小的载体上安装了55亿颗晶体管,相比之下,苹果只有33亿颗,高通也只有31亿颗。这令人瞩目的成就依然有着尹志尧的身影。

 

在2019年12月9日的临港新片区投资论坛上,尹博士表示,中微半导体的5nm蚀刻机已打入台积电的供应链,并指出中微半导体正在跟随台积电按照摩尔定律的发展走,预计2021年初试产。

 

中国芯,一直在路上。

 

小红帽下的中国“芯”


她叫黄令仪。

 

2018年中美贸易大战,中兴通讯遭遇美国政府封禁,致使中兴通讯不得不全面停止经营业务,凸显出中国芯片科技的窘态。这位8年逾耄耋的的女院士重新出现在网络视野中。

 

她出生在战乱时期的中国,24岁便华科创建了半导体专业,带领一批教工学生创建了半导体芯片实验室,1962年她加入中科院计算所,一心投入到科研工作当中。在随后长达半个多世纪的时间里,从二极管、三极管、大规模集成电路,到中国自主研发设计的第一枚CPU芯片,黄令仪见证并参与了中国微电子行业从无到有的发展历程。

 

从上世纪60年代开始,黄令仪就潜心钻研各种集成电路的设计方法,从建立版图库、时序库开始,到寄生参数对性能的影响、时钟树的生成、全局规划、时序驱动布线等等,全定制、标准单元、宏单元的设计方法都研究过,用户包括华为的程序控制芯片、计算所的模糊控制芯片等等,批准了两个发明专利。

 

她说:“一个科技工作者最大的痛苦,就是他用心血灌溉的珍贵芯片做出来了,没有用!”2002年,66岁的黄令仪第一次见到中国龙芯的总设计师胡伟武,共同的理想促使黄老师加入龙芯,开始了他们之间长达六年之久的真诚合作,系统设计与物理设计无缝地结合了。从2002年到2017年,已经过去整整15年的时间,龙芯从1B,1C到3A,3B,再到GS464E,龙芯的每一块芯片中都凝聚着她和她的团队的辛勤汗水。她说,人生取决于思维,生于忧患,死于安乐。命运取决于选择,成于正挑,败于诱惑。一生取决于内心,大爱常乐,小我恒苦。一世坚持于正念,风雨无阻,雷鸣失声。

 

……

 

他们是中华的脊梁,用他们的智慧不断撑着中国芯这把巨大的伞,是他们让中国不惧山高路险,不断在世界高精尖科技的峰上攀登。

 

志之所趋,无远勿届,穷山距海,不能限也。

志之所向,无坚不入,锐兵精甲,不能御也。

正是中国千万如他们一样饱含一腔热血赤子心的科学家们,咬定中国梦不放松,才能千磨万击还坚劲,任尔东南西北风。

 

一尺雪,几尺泥,泥深麦苗春始肥。在此岁末年关,向无数为了中国梦默默奉献的科学家们致敬。

感谢“爱吃面的张小姐”供稿

   
   
   
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