60年前的9月12日,在晶體管誕生11年后,美國德州儀器青年工程師基爾比(Jack Kilby)將幾個鍺晶體管芯片粘在一個鍺片上,并用細(xì)金絲將這些晶體管連接起來——看,這是世界上第一塊集成電路。
如果擁有上帝視角,你會為那塊粗糙簡陋的集成電路歡呼雀躍。因為,你能在手機(jī)上閱讀這篇文章,也得益于它。
不過在當(dāng)時,集成電路改變世界的潛力,還有待驗證。
42年后,基爾比獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。此時,圍繞集成電路發(fā)展出的產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值已經(jīng)超過了2000億美元。
德州儀器公司董事會主席這樣評價基爾比:如果說有一項發(fā)明不僅革新了我們的工業(yè),并且改變了我們生活的世界,那就是他發(fā)明的集成電路。
每項發(fā)明都開辟新的領(lǐng)域
集成電路與由分立元器件組成的電路相比較,具有體積小、重量輕、功耗低、速度快、可靠性高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。圍繞它,逐漸形成了新興工業(yè)技術(shù)——微電子技術(shù)。
在上世紀(jì)60—70年代的世界“冷戰(zhàn)”時代,集成電路首先被應(yīng)用于航天和軍事。70年代,微處理器出現(xiàn);80年代,IBM研制出第一代商用化個人電腦;后來,超大規(guī)模集成電路和射頻芯片成為現(xiàn)實;中央處理器和圖像處理器結(jié)合,有了適合于移動智能終端的應(yīng)用處理器,加上基帶芯片功能的拓展,智能手機(jī)、平板電腦誕生……
“60年的集成電路發(fā)展史,實質(zhì)上是一部不斷發(fā)明、不斷創(chuàng)新的文明史,每一項新的發(fā)明,都開辟了一片全新的應(yīng)用領(lǐng)域,推動了工業(yè)的長足進(jìn)步。”電子工業(yè)出版社總編輯劉九如告訴科技日報記者。
他表示,如今在1平方厘米的硅片上已經(jīng)可以集成超過50億個晶體管,“通俗地說,集成電路是我們眾多機(jī)器設(shè)備的心臟;沒有心臟,我們周邊的眾多機(jī)器設(shè)備就無法使用,比如手機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱等”。
日益突破的集成電路技術(shù),時刻在影響我們的生活。從互聯(lián)網(wǎng)時代到移動互聯(lián)網(wǎng)時代再到人工智能時代,在摩爾定律下,信息產(chǎn)業(yè)的更新?lián)Q代仿佛按下了快進(jìn)鍵。
“可以說,集成電路是信息時代的國之重器,經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的富國之鼎,保障國家安全的安邦至寶。”劉九如強(qiáng)調(diào)。
破了樓蘭 前面還有新的樓蘭
中國集成電路產(chǎn)業(yè)起步并不晚。
50年代中期,正值我國開始實施第一個五年計劃。半導(dǎo)體這門新興科學(xué)技術(shù)受到了黨和政府的高度重視。
1956年,在沒有技術(shù)資料、沒有完整設(shè)備的條件下,我國成功研制出了首批半導(dǎo)體器件——鍺合金晶體管。1961年我國第一個集成電路研制課題組成立。1965年我國第一代單片集成電路在北京、石家莊和上海等地相繼問世。
當(dāng)時強(qiáng)調(diào)的是“自力更生,艱苦奮斗”,各家企業(yè)都是在封閉式環(huán)境中自行設(shè)計、研制、生產(chǎn)和銷售。再之后,道路開始曲折。“集成電路喪失了10年左右的時間。起步較早的集成電路產(chǎn)業(yè),機(jī)會失去了,落伍了。” 電子工業(yè)部第13研究所的金圣東、趙正平在一篇回顧文章中寫道。
上世紀(jì)70年代中期到80年代初期則是攻關(guān)階段,國家組織了大規(guī)模集成電路的三次會戰(zhàn)和三次攻關(guān),取得了成績,但實際收效不大。改革開放后,不少人又認(rèn)為更新設(shè)備是扭轉(zhuǎn)集成電路落后面貌的唯一出路,掀起了國外引進(jìn)之風(fēng)。
“它暴露的不是我們有什么問題,它反映的是國家發(fā)展階段的差異。一個還沒有完成工業(yè)化的國家想發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),確實難度太大。”中科院微電子研究所所長葉甜春在接受科技日報記者采訪時表示。
90年代,我國先后實施“908”工程和“909”工程,建立了六英寸晶圓示范線,集成電路封裝示范生產(chǎn)線和一批集成電路設(shè)計企業(yè)。2000年國務(wù)院下發(fā)《鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策》;國內(nèi)眾多芯片制造企業(yè)、封裝測試企業(yè)先后成立;2011年,國務(wù)院又下發(fā)《進(jìn)一步鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》。
總結(jié)來路,葉甜春認(rèn)為真正的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是2008年國家科技重大專項啟動。先有研發(fā)投入作為積累,建立起可以支撐產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的技術(shù)體系;又有國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金支撐集成電路產(chǎn)業(yè)做海外并購,做引進(jìn)吸收和消化創(chuàng)新,“效果已經(jīng)顯現(xiàn)”。
劉九如坦言,最近社會各界越發(fā)關(guān)注我國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,也是因為我國實施制造強(qiáng)國與網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國戰(zhàn)略,推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級,信息化與信息安全要做到自主可控,引發(fā)了各行各業(yè)對高性能集成電路芯片的廣泛需求。“與此同時,由于關(guān)鍵技術(shù)、基礎(chǔ)材料、工藝設(shè)備的差距,我國集成電路產(chǎn)業(yè)還存在受制于人的局面,主要依賴于進(jìn)口。因此科技界、產(chǎn)業(yè)界也紛紛行動,整合資源,凝聚人才,加大投入,推動我國集成電路產(chǎn)業(yè)形成發(fā)展熱潮,也取得了長足進(jìn)步。”劉九如說。
今年6月,在一場以芯片產(chǎn)業(yè)為主題的論壇上,紫光集團(tuán)全球執(zhí)行副總裁兼紫光展銳CEO曾學(xué)忠指出,芯片是數(shù)字時代的基礎(chǔ),而未來全球半導(dǎo)體市場應(yīng)該是“你中有我、我中有你,互為一體”。需要自主創(chuàng)新,否則沒有國際合作的資本;但也不能光靠國際合作,否則解決不了中國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心問題。
曾學(xué)忠認(rèn)為,做芯片,就得承受“板凳要坐十年冷”。但他也樂觀:“再過一段時間,我相信我們半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)會超過別人。” 他說,我國芯片企業(yè)應(yīng)該有這樣的想法——不破樓蘭終不還。“破了樓蘭我們也不還,因為前面還有新的樓蘭。