“過去我們總想着買芯片就解決問題了，對自己製造集成電路並不是很重視，造成了目前芯片‘卡脖子’的狀態。這是給我國信息產業的一個教訓。”
談起國產集成電路遭遇“卡脖子”之痛的根源，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》採訪時開門見山地説。
“造船不如買船”的教訓
當前，大、智、雲、移、物飛速發展，但集成電路卻成為我國信息產業的一塊短板，特別是以製造業為主的芯片下游是我國集成電路產業最薄弱的環節。
事實上，集成電路在我國起步不晚。夏建白表示，建國之初，王守武、湯定元、洪朝生、林蘭英等半導體物理學家就相繼回國開始相關研究了。
1958年，在王守武等科學家的努力下，中科院半導體所製造出首個硅單晶晶體管，還做成了第一台通用數字電子計算機103機。
1970年發射的東方紅衞星上播送的《東方紅》樂曲用的就是國產芯片。
“但當時整個的趨勢是‘造船不如買船，買船不如租船’。這樣一來就產生了對外依賴性，別人一卡就容易出問題。”在近日舉行的北京地區廣受關注學術成果報告會（集成電路領域）間歇，夏建白對《中國科學報》説。
類似的教訓不止於此。他舉例説，上世紀70年代，為打破國際上對中國的禁運，在我國半導體物理學奠基人、中科院半導體所所長黃昆帶領下，半導體所與中科院物理所、瀋陽科技儀器廠三家單位聯合，經過兩三年的時間，自主研製出分子束外延設備，且質量達到國際水平，在國際上引起震動。
讓夏建白覺得有些諷刺的是，我國成功製造出分子束外延設備後，國外就不再對中國禁運。
“但我們自己也不爭氣，都去買國外的設備。結果我們生產了兩台，就沒法繼續下去了，瀋陽科學儀器廠也就倒閉了。”夏建白有些遺憾地説，“這説明中國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。”
急需工科人才補短板
在夏建白看來，我國集成電路存在的短板不光是芯片製造中關注度頗高的光刻機，還有工藝設備。
“這方面我國產業規模不大，做出來的產品質量也不算太高。”他坦言，“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。”
那麼，如何彌補工藝設備的短板呢？他的建議是，多培養工科博士或工匠，加強動手能力。“過去，我們培養人偏重於理科，但工科對於解決實際問題很重要。”
夏建白舉例説，美國通用電氣公司前副總裁紐曼（Gerhard Meumann）就是學徒出身，二戰後接手通用電器，在他領導下做成了先進的航空發動機。讓通用與英國勞斯萊斯成為兩個主要引領全球商用大型客機發動機制造的公司。
“與集成電路一樣，航空發動機也是我國面臨的一個‘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。”他説。比如航空發動機葉片，即便拆除後分析其中的化學分析成分也很難製造出來，還需要知道其冶煉、加工過程，才能讓它耐高温，有更高壽命，這些就需要擁有實際經驗的工匠。
我國集成電路領域的人才和國際相比缺口較大。去年1月，我國集成電路升級為一級學科。今年4月底，清華大學又成立集成電路學院。這些都是我國集成電路人才培養的“及時雨”。
不過，人才仍然缺乏“一下子趕上來不容易”。工科教育還得加強，應該培養學生的動手能力。
半導體產業前景廣闊
隨着芯片微縮至納米級，業界認為摩爾定律已趨極限。面對這一技術極限以及我國對集成電路的重大需求，當前，科學界和產業界都在不斷嘗試延續摩爾定律、降低集成電路成本。
在夏建白看來，未來半導體發展前景廣闊。一方面，從光電技術發展角度看，與集成電路發展現狀相比，國內光電子的水平並不低，將來向光電集成方向發展有很大空間。
另一方面，從半導體技術發展角度看，二維材料的研究熱度已經持續了較長時間，磁性半導體存儲器也是一個新的突破口。這些方向也給中國半導體產業發展帶來新機遇。
與此同時，他表示，儘管中國現在是世界第二大經濟體，但人均國民生產總值仍不夠高，經濟總量仍不夠強大。
因此，發展高科技也要“有所為，有所不為”。“我們不可能所有的事情都做國際第一，要看看哪個對國民經濟、對國防更重要，就投入巨大力量來做。集成電路肯定是要有所為的領域。”
來源 中國科學報微信公眾號 | 作者 馮麗妃
編輯 曾佳佳
流程編輯 劉偉利