我國1958年制造出第一塊硅單晶,比美國晚了六年,比日本早兩年。由此可見,我國集成電路起步并不晚,但此后為何差距會拉大,甚至在芯片制造上遭遇“卡脖子”之痛?
近日,半導體物理學家、中科院院士夏建白在接受《中國科學報》采訪時道出了原因:“過去我們總想著買芯片就解決問題了,對自己制造集成電路并不是很重視,造成了目前的狀態。這是給我國信息產業的一個教訓。”。
他還舉例說,曾經做超晶格量子阱的分子束外延設備被國外壟斷,對中國禁運。后來,我國經過兩三年的時間科研攻關,自主研制出分子束外延設備,而且質量達到國際水平。這在國際上引起震動。說來有些諷刺,我們成功制造出分子束外延設備后,國外就不再對我們禁運了。我們自己也不爭氣,都去買國際上的分子束外延設備。結果我們生產了兩臺,就沒法繼續下去了,沈陽科學儀器廠也就倒閉了。這說明我們要發展高科技儀器設備,一定要自主地生產,不能只依靠別人。
夏建白院士表示:“集成電路在我國起步不晚。1958年,在王守武先生等科學家的努力下,半導體所制造出首個硅單晶晶體管,還做成了第一臺通用數字電子計算機103機。1970年發射的東方紅衛星上播送的《東方紅》樂曲用的芯片就是我國自己制造的。正因為如此,國外對我們不禁運了,大家都去買國外的芯片。在此過程中,科技部也曾想能發展自己的集成電路。但當時整個的趨勢是“造船不如買船,買船不如租船”。尤其是如果自己做,一開始要投入很多錢,導致我們不再研制那些設備。這樣一來就產生了對外依賴性,別人一卡就容易出問題。對外依賴是造成我國集成電路與國外差距逐漸拉大的主要原因。”
對于我國集成電路產業的發展面臨的短板,夏建白院士認為:“總的來看,工藝設備是一個短板。這方面我國產業規模不大,不光是光刻機,其他工藝設備做的人也少。因為一開始做,專利是人家的,做起來既花錢,又賺不了錢,所以國內相關企業不多,而且做出來的產品質量也不算太高。"
夏建白院士表示,半導體的發展前景廣闊。從兩個方面來說,一是光電技術發展角度,跟集成電路情況不太一樣,中國光電子的水平并不低,將來往光電集成發展(芯片上集成光和電)有很大空間。二是半導體技術發展角度,過去的三維材料正發展成二維半導體材料,磁性半導體存儲器也是研究熱點。這些方向也給中國半導體產業發展帶來新機遇。
夏建白院士建議,我們要多培養一些工科的博士或是工匠,加強動手能力。集成電路以前是二級學科,培養的人才和國際上比缺口很大,去年1月才在國際形勢倒逼下升級為一級學科。最近清華大學又成立集成電路學院,這些都是很及時的措施。但這方面的工科人才比較少,要一下子上來也不容易。
“過去,我們培養人偏重于理科,但工科對于解決實際問題很重要。與集成電路一樣,航空發動機也是我們的一個“卡脖子”問題。在這些關鍵技術設備的研發中,都要工匠發揮作用。比如航空發動機葉片,即便拆除后分析其中的化學分析成分也很難制造出來,還需要知道其冶煉、加工過程,才能讓它耐高溫,有更高壽命。這就需要擁有實際經驗的工匠。2021年,我國高校畢業生將突破900萬,總體人數比較多,但工科教育還得加強,應該培養學生的動手能力。”夏建白院士語重心長的說。
夏建白院士一再強調:“各人有各人成長的路,我的經驗是自己動手,不要當老板。有些青年科技工作者過早地當上了老板,底下一大幫人,整天忙著爭取經費、寫報告、寫總結,脫離了科研活動,這就很危險。我希望年輕的科研工作者,尤其是骨干,也把大部分時間放在科研工作上。”