中國芯片技術的“瓶頸”是中國在芯片技術領域沒有核心技術和自主研發(fā)能力，沒有主導芯片從材料、設計到生產(chǎn)制備的全套技術中任何一個環(huán)節(jié)。

中國科學院院士、湖南先進傳感與信息技術創(chuàng)新研究院院長彭練矛16日在湖南湘潭表示，針對中國半導體材料、制造工藝和芯片設計落后的狀況，碳基電子大有所為，其對國產(chǎn)芯片技術突圍具有重要價值和意義。

“沒有芯片技術，就沒有中國的現(xiàn)代化。實現(xiàn)由中國主導芯片技術的‘直道’超車，就是碳基電子的定位和使命?！迸砭毭硎?，碳基電子的終極使命就是在現(xiàn)有優(yōu)勢下?lián)P長避短，從材料開始，全面突破現(xiàn)有的主流半導體技術，研制出中國人完全自主可控的芯片技術，在主流芯片領域產(chǎn)生重要影響。

15日至17日，由湖南先進傳感與信息技術創(chuàng)新研究院承辦的“碳基材料與信息器件研討會”在湘潭召開，北京大學、清華大學、浙江大學、國防科技大學、中國科學院微電子研究所、電科集團等中國高校、科研機構以及企業(yè)的170余名代表參會。

彭練矛在會上作了題為“碳基電子的定位和使命”的主題報告。

和訊網(wǎng)－中科院院士彭練矛：碳基電子是國產(chǎn)芯片技術突圍利器

中國芯片發(fā)展現(xiàn)狀

1、發(fā)展很快，落后兩代，技術受限，產(chǎn)品低端

中國的芯片制造技術在快速發(fā)展，同時存在工藝落后、產(chǎn)能不足、人才緊缺等問題。

中國集成電路行業(yè)共分芯片封裝、設計、制造三部分，總體呈現(xiàn)高速增長狀態(tài)。2004年至2017年，年均增長率接近20%。2010至2017年間，年均復合增長率達2082%，同期全球僅為3%-5%。

但是另一方面，中國集成電路制造工藝落后國際同行兩代，預計于2019年1月，中國可完成14納米級產(chǎn)品制造，同期國外可完成7納米級產(chǎn)品制造；產(chǎn)能嚴重不足，50%的芯片依賴進口；同時中國的產(chǎn)能和需求之間結構失配，實際能夠生產(chǎn)的產(chǎn)品，與市場需求不匹配；長期的代工模式導致設計能力和制造能力失配、核心技術缺失；投資混亂、研發(fā)投入和人才不足等問題，導致中國集成電路產(chǎn)業(yè)目前總體還處于“核心技術受制于人、產(chǎn)品處于中低端”的狀態(tài)，并且在很長的一段時間內無法根本改變。

再具體一點的，數(shù)字電路部分的芯片設計我們還可以抄一抄、趕上來，但是在模擬電路部分，我們的晶振、AD采集卡等產(chǎn)品的精度還不夠高，積累得還不夠，核心技術還沒有把握到手里。

2、在手機、礦機領域，“中國芯”已占有一席之地

雖然中國的芯片產(chǎn)業(yè)整體上還比較落后，但是這并不妨礙我們在一些具體的應用場景中造出自己的芯片。

舉兩個例子，一個是手機芯片、一個是新興的區(qū)塊鏈技術中的底層——“挖礦”用的計算芯片。

在移動互聯(lián)網(wǎng)的大潮中，中國企業(yè)早早介入了手機芯片的研發(fā)之中，在手機這個應用場景中占有了自己的地位。

在區(qū)塊鏈技術火爆的今天，礦機專用的芯片基本上已經(jīng)被中國的產(chǎn)品所壟斷。挖礦用的芯片起初只是普通電腦的CPU，后來是GPU、FPGA芯片，再后來中國的創(chuàng)業(yè)者通過把其中不必要的部件都減掉，造出來專門用來挖礦的芯片，把算力和能耗發(fā)揮到極致，再加上中國強大的基礎制造體系，一舉壟斷了這個新興的市場。

在傳統(tǒng)芯片領域已經(jīng)被巨頭壟斷的當今，一些面向專門的應用領域的芯片是中國未來實現(xiàn)彎道超車的重點，除了上面提到的手機芯片、礦機芯片，還有專門用于人工智能計算的AI芯片等等。

3、物聯(lián)網(wǎng)下的三維“芯片”具有維度碾壓上的優(yōu)勢

傳統(tǒng)的芯片更多的是在硅片上畫二維的電路，而隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的興起，萬物互聯(lián)對傳感器技術提出了巨大的需求，一種在硅片上雕出來三維機械結構的新技術“MEMS”（微機電系統(tǒng)）逐漸走入了人們的視野。

MEMS的加速度計

相比于傳統(tǒng)的傳感器，MEMS傳感器具有維度碾壓上的優(yōu)勢，利用MEMS技術造的陀螺儀、麥克風、壓力計等傳感器用在導彈、手機和穿戴設備中，發(fā)揮著巨大的作用。

多個環(huán)節(jié)驚人突破！國產(chǎn)芯片突圍倒計時

從美國對華為的制裁以及疫情影響導致全球缺芯，這些致命因素無疑加重了我國集成電路業(yè)的發(fā)展，我國部分高端芯片和元器件短期內無法實現(xiàn)國產(chǎn)替代，只能大規(guī)模依賴進口。

我國倚重進口主要緣于國產(chǎn)芯片與國際水平差距太大，而信號鏈芯片相較于電源管理芯片的設計更為復雜。我國在政策措施扶持下，中國集成電路新增產(chǎn)線的陸續(xù)投產(chǎn)以及快速發(fā)展的勢頭。

我國所需核心芯片主要依賴進口，中國芯片封裝企業(yè)市場目前的占有率較高，部分在高端芯片器件封裝領域有較大突破。集成電路產(chǎn)品在功能穩(wěn)定的同時，需要更小的體積及更少的外圍器件，有分析師預測到2030年集成電路產(chǎn)業(yè)將擴大至5倍以上。

半導體芯片作為數(shù)字時代的基石。

不僅是是信息技術產(chǎn)業(yè)的核心，更是保障國家安全的戰(zhàn)略性、基礎性和先導性產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)成為了全世界的必爭賽道。芯片國產(chǎn)化替代已經(jīng)到了加速的窗口期，這也將給A股的芯片板塊帶來巨大的投資機遇。

拜登簽署了《芯片和科學法案》。美國在“芯片法案”中加入“中國護欄”條款，進一步限制和阻止中國芯片先進制造能力的發(fā)展。雖然美國出口管制政策短期對國內產(chǎn)業(yè)鏈有所影響，但中長期來看更加凸顯國內半導體核心底層產(chǎn)業(yè)鏈自主可控的重要性。

香港萬得通訊社報道，有數(shù)據(jù)顯示，去年我們買了全球80%的芯片，國內依然是芯片最大的市場。中國芯片制造業(yè)要想實現(xiàn)突圍，攻克“卡脖子”技術勢在必行。近兩年以來，除核心中企加大攻關、研發(fā)力度以外，中科院等頂尖科研機構也已“跑步”進場，宣布將把光刻機等列入其科研清單中。在中企和“國家隊”共同發(fā)力的情況下，國產(chǎn)芯片多個環(huán)節(jié)驚人突破！實現(xiàn)芯片國產(chǎn)化的距離越來越近。

3月22日，中國電子 科技 集團有限公司官發(fā)方消息，中國電科旗下裝備子集團日前已成功實現(xiàn)離子注入機全譜系產(chǎn)品國產(chǎn)化，可為全球芯片制造企業(yè)提供離子注入機一站式解決方案。

據(jù)悉，中國電科旗下裝備子集團突破的產(chǎn)品包括：中束流、大束流、高能、特種應用及第三代半導體等離子注入機，工藝段覆蓋至28nm，累計形成了413項核心發(fā)明專利。

2021年開始之后，中芯國際接連迎來了幾個好消息。3月17日，中心擴建finfet該技術已經(jīng)成功量產(chǎn)，第二代技術也正在風險是量產(chǎn)之中。所謂的fin fet機其實就是14納米工藝改變的12納米工藝，finfet第二代技術都是指n+1以及n+2制成工藝對標的是臺積電的7納米技術。行業(yè)人士猜測，如今正在進行風險試產(chǎn)的應該就是七納米。畢竟七納米是可以脫離EUV光刻機，進行多次曝光就可以生產(chǎn)制造出來的，而這一點臺積電早就已經(jīng)做了先例。前段時間，中芯國際與荷蘭阿斯麥公司簽訂了一筆價值77億的訂單，其中就包括DUV光刻機，能夠經(jīng)過多次曝光，制造出7納米芯片。

一旦中芯國際突破了七納米工藝，就意味著中芯國際實際臺積電以及三星之后第三家掌握這項技術的芯片代工企業(yè)。

此外，中芯國際擬于深圳擴建產(chǎn)能，生產(chǎn)28納米及以上集成電路。3月17日，中芯國際公告，公司和深圳政府（透過深圳重投集團）擬以建議出資的方式經(jīng)由中芯深圳進行項目發(fā)展和營運。依照計劃，中芯深圳將開展項目的發(fā)展和營運，重點生產(chǎn)28納米及以上的集成電路和提供技術服務，旨在實現(xiàn)最終每月約40000片12吋晶圓的產(chǎn)能，預期將于2022年開始生產(chǎn)。

據(jù)清華大學官網(wǎng)消息，2 月 25 日，清華大學工程物理系教授唐傳祥研究組聯(lián)合國外科研人員發(fā)布了一項重大科研成果。該成果基于SSMB（Steady-state microbunching，一種新型粒子加速器光源“穩(wěn)態(tài)微聚束”）原理，能獲得高功率、高重頻、窄帶寬的相干輻射，波長可覆蓋從太赫茲到極紫外（EUV）波段，有望為光子科學研究提供廣闊的新機遇。

大功率的EUV光源是EUV光刻機的核心基礎。隨著芯片工藝節(jié)點的不斷縮小，預計對EUV光源功率的要求將不斷提升，達到千瓦量級。基于SSMB的EUV光源有望實現(xiàn)大的平均功率，并具備向更短波長擴展的潛力，為大功率EUV光源的突破提供全新的解決思路。

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