來源:芯論語
半導體、微電子和集成電路(芯片)三個詞讓懂王川普弄得家喻戶曉,非常時髦。但大部分人并不完全知道它們的準確含義,以及三者的關系。看完本文,相信大家會明白一些。
一、三個詞匯的內(nèi)容
半導體是一類材料,它經(jīng)過處理可以導電,也可以不導電,它成為當今信息化社會的重要基礎,因而獲得了廣泛應用。例如應用在集成電路、消費電子、通信系統(tǒng)、大功率電源轉(zhuǎn)換、光伏太陽能、半導體照明、激光器等領域。但是光伏太陽能、半導體照明是獨立的大行業(yè),它們不屬于半導體行業(yè)。現(xiàn)已形成了研究半導體特性、應用、生產(chǎn)方法和制備設備的系統(tǒng)學科,如半導體物理學、微電子學和固體電子學、半導體材料學等。半導體材料及衍生產(chǎn)品的研究、生產(chǎn)和應用形成了一個高技術產(chǎn)業(yè),也是一個龐大的行業(yè)。因此說半導體材料、半導體技術、半導體產(chǎn)業(yè)和半導體行業(yè)都是正確的。半導體是技術,是材料,它有學科,有產(chǎn)業(yè),有行業(yè)。
微電子是指微電子學,微電子學與固體電子學原來是電子科學與技術下的二級學科。微電子學和固體電子學的共同性很大,很難做嚴格的區(qū)分。微電子學主要研究以半導體物理為基礎的工程應用,比如集成電路及電子系統(tǒng)。但是半導體物理會涉及很多固體物理知識,以及固體電子學的相關內(nèi)容。可以說,微電子學內(nèi)容更為廣泛,固體電子學內(nèi)容更為基礎。微電子是技術,是一門學科,它不是材料或產(chǎn)品,因此沒有形成產(chǎn)業(yè),也不是一個行業(yè)。
集成電路是一種由半導體材料及相關材料,按照微電子學方法制造的電子元器件,并應用在微電子系統(tǒng)中。集成電路技術是由固體物理學、量子力學、熱力學與統(tǒng)計物理學、幾何光學、材料科學、化學等學科結(jié)合的交叉學科,還涉及電子線路、信號處理、計算機輔助設計、自動控制、測試和加工、圖論等多個領域。集成電路已形成了一個高技術產(chǎn)業(yè),也是一個極其重要的行業(yè)。集成電路要用到半導體材料,也要用到微電子學知識,它是二者結(jié)合的產(chǎn)物。因此,說集成電路技術、集成電路產(chǎn)品、集成電路產(chǎn)業(yè)和集成電路行業(yè)都是正確的。集成電路是技術,是產(chǎn)品,它有學科,有產(chǎn)業(yè),有行業(yè)。
二、集成電路的地位大躍升
2020年7月30日,國務院學位委員會會議投票通過集成電路專業(yè)作為一級學科,并將從電子科學與技術一級學科中獨立出來的提案。集成電路學科擬設于新設立的交叉學科門類之下。
把集成電路設為一級學科,不僅是因為它極其重要,更重要的是它作為一個多門科學深度交叉,融合發(fā)展和應用的門類,委身于電子科學與技術門下,嚴重制約了其發(fā)展。把集成電路設為一級學科,并放在交叉學科門類之下,是必然和恰當?shù)倪x擇。
把集成電路提升為一級學科,集成電路行業(yè)有識之士已呼吁多年,也經(jīng)過多年討論,但由于一直存在各種爭議而無法達成一致。隨著學科技術的不斷發(fā)展,原有的一級學科劃分確實已經(jīng)限制了我國集成電路人才的培養(yǎng),進而影響到了我國集成電路產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。但要破除原來的學科設置何其難矣,只有在懂王川普掀起的中美科技戰(zhàn)背景下,才能成就此事。
三、集成電路行業(yè)的興衰往事
先從電子行業(yè)說起。上世紀50年代,由于晶體管逐步取代電子管,集成電路也暫露頭角,我國把電子行業(yè)當作類似今天的戰(zhàn)略性新興行業(yè),給予了高度重視和支持。60年代,老百姓接觸電子產(chǎn)品,了解半導體是從收音機開始的。開始是礦石收音機,后來才有晶體管收音機,收音機口頭語也叫做半導體(收音機)。
那時,全國計劃布局的半導體工業(yè)體系既大又全暫且不論,僅從全國較大一些城市紛紛成立電子研究所來看,政府對電子行業(yè)的重視程度可見一斑。設立這類研究機構(gòu)成為了政府機構(gòu)設置的標配。直到80年代,深圳建立經(jīng)濟特區(qū)的時候,也難免落入俗套,委托廣州市電子研究所協(xié)助在深圳成立了政府全資的深圳市電子研究所,運行至2000年后由事業(yè)單位改為了企業(yè)。
文革十年動亂的耽誤和破壞暫且不表,在隨后改革開放的二十年中,我國電子和集成電路行業(yè)把重心放在了開放、學習和引用方面,重點利用外國的先進技術和先進芯片發(fā)展我們的制造業(yè),并一舉成為全球電子信息產(chǎn)業(yè)制造大國。但是,集成電路基礎研究和核心技術研究一直處于弱化狀態(tài)。
進入二十一世紀,在各級領導和行業(yè)人士推動下,國家出臺了18號文件,鼓勵大力發(fā)展軟件和集成電路,并在國家重大專項推動下,促進了國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,特別是設計業(yè)的高速發(fā)展。但是,我們的設計業(yè)是建立在國外設計工具、材料設備,制造工藝和關鍵核心技術基礎之上的空中樓閣,基礎研究和核心技術研究還沒有受到應有的重視。
特別是新世紀出現(xiàn)的物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能等高新技術,更是“亂花漸欲迷人眼”,吸引我們大量資源投向了這些領域,集成電路老調(diào)重彈,基礎研究費時又花錢,怎能擺在重要的位置?
中美貿(mào)易戰(zhàn),懂王川普用核心技術卡我們集成電路產(chǎn)業(yè)的脖子,實際上也卡住了上述所有“亂花”產(chǎn)業(yè)的脖子。他把集成電路宣傳到路人皆知,把集成電路重要性推升到無以復加的高度,讓全體國民覺悟和警醒。亡羊補牢,未為晚矣!現(xiàn)在全社會高度重視集成電路產(chǎn)業(yè),政府出臺了更大力度支持基礎研究和關鍵核心技術攻關的優(yōu)惠政策,并把集成電路技術提升為一級學科,我國集成電路產(chǎn)業(yè)雖處在最艱難的時候,但也是最好最受重視的時候,必將迎來更快更好地發(fā)展。
編輯:小燴餅
原文標題:秒懂!半導體、微電子和集成電路
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