科創(chuàng)中心建設背景下上海集成電路產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與發(fā)展

許寧生

1958年，美國德州儀器公司工程師杰克·基爾比（Jack Kilby）成功研制出世界上第一塊集成電路。至今，集成電路走過了不平凡的60多年，基爾比也因集成電路的發(fā)明在2000年獲得諾貝爾物理學獎。諾貝爾獎評審委員會對他的評價是：“為現(xiàn)代信息技術(shù)奠定了基礎?！?/p>

早期的計算機由真空電子管構(gòu)成，不僅有很高的功耗，而且體積巨大無比，現(xiàn)在小小的手機運算功能都比那時候龐大的電子管計算機強大得多，這一切都歸功于集成電路的發(fā)明和飛速進步的技術(shù)。

集成電路技術(shù)是人類智慧結(jié)晶最典型的代表，目前最先進的10納米集成電路技術(shù)，能夠在頭發(fā)絲橫截面大小的面積上做出50萬個晶體管。已經(jīng)發(fā)布的最新的基于閃存芯片的30T容量便攜式硬盤，可以儲存1 000多萬冊書籍，相當于我們可以隨身攜帶一個大型圖書館。集成電路技術(shù)是社會經(jīng)濟發(fā)展的“倍增器”，也被稱為是現(xiàn)代工業(yè)的“糧食”。曾有人測算過集成電路對全球經(jīng)濟的影響：如果集成電路得到很好的應用，就會產(chǎn)生更高的經(jīng)濟效益，1元集成電路產(chǎn)品能夠支撐10元的電子信息產(chǎn)品，產(chǎn)生200～400元的GDP。

當今社會，集成電路無處不在，沒有集成電路就沒有現(xiàn)代生活。2018年，全球半導體營收總額為4 767億美元，比2017年增長了近13.4%，這是一個巨大的需求量。除了GDP，更多的人關(guān)注的是集成電路對人類文明進步的促進作用與影響。正是由于集成電路技術(shù)的不斷進步，計算機、互聯(lián)網(wǎng)、移動通訊得以迅速推廣應用，為人們?nèi)粘９ぷ?、生活提供了很大的便利，也極大地改變了人們的生活方式。

除了經(jīng)濟、社會等方面的影響外，集成電路也代表了一個國家的科技創(chuàng)新水平。集成電路作為一個系統(tǒng)產(chǎn)品的中樞，就像人的大腦一樣重要，是一切高科技產(chǎn)品及應用的核心。所以說集成電路技術(shù)及產(chǎn)業(yè)水平已成為衡量一個國家產(chǎn)業(yè)競爭力和綜合國力的重要標志，是全球高科技國力競爭的戰(zhàn)略必爭制高點。因此，集成電路雖小，卻被稱為“國之重器”。

上海發(fā)展集成電路的基礎

上海集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起步很早。1958年10月，上海開始籌建上海半導體廠，1959年初上海半導體廠正式成立，成為國內(nèi)最早從事半導體器件研制和生產(chǎn)的專業(yè)工廠之一；1996年3月，上海啟動建設909工程（國家發(fā)展微電子產(chǎn)業(yè)重點工程），上海華虹NEC電子有限公司建立了中國大陸第一條8英寸代工生產(chǎn)線，這在當時代表著極高的生產(chǎn)水平；1998年上海誕生了國內(nèi)第一家集成電路上市公司——上海貝嶺。

復旦微電子公司研制的7系列高性能FPGA芯片（左）；上海新昇的大硅片產(chǎn)品（右）

2000—2010年是上海集成電路產(chǎn)業(yè)的黃金十年，特別是在2005年之前，產(chǎn)業(yè)浪潮興起，眾多知名公司成立，如2000年中芯國際在上海成立，2001年展訊通信成立，2003年上海宏力半導體成立，2004年銳迪科微電子成立。2010年，909工程升級改造——12英寸集成電路生產(chǎn)線項目啟動，由華虹集團和宏力半導體合作成立了上海華力微電子公司。

如今，上海在中國大陸集成電路產(chǎn)業(yè)中的地位舉足輕重，已發(fā)展成為集成電路產(chǎn)業(yè)鏈最完整、技術(shù)最先進的地區(qū)，初步形成了設計、制造、封測、裝備、材料及其他配套服務的完整產(chǎn)業(yè)鏈。舉幾個典型的代表成果：在設計上，復旦微電子公司研制出億門級FPGA芯片（現(xiàn)場可編程門陣列），填補了國內(nèi)高性能FPGA芯片的空白；在制造上，中芯國際14納米工藝即將量產(chǎn)，正在研發(fā)10納米和7納米工藝技術(shù)；在裝備上，中微半導體公司研發(fā)的7～5納米刻蝕機和金屬有機化合物化學氣相沉淀（MOCVD）設備已進入臺積電生產(chǎn)線，得到國際最先進芯片制造企業(yè)的認可；在材料上，新昇半導體公司的300毫米大硅片月產(chǎn)能達10萬片，產(chǎn)品通過了華力微電子和中芯國際的認證。2018年集成電路產(chǎn)業(yè)的銷售規(guī)模達1 450億，且近10年來增速一直很快，平均增長率在10%以上。

上海發(fā)展集成電路的三大要素

集成電路是上海建設有全球影響力科技創(chuàng)新中心的三大任務之一，我們應牢記使命囑托，咬定目標任務，狠抓推進落實，力爭在關(guān)鍵共性技術(shù)、前沿引領技術(shù)、現(xiàn)代工程技術(shù)和顛覆性技術(shù)上有所突破，才能做大做強集成電路產(chǎn)業(yè)，才能服務全國。

集成電路技術(shù)創(chuàng)新離不開平臺建設，近年來在國家相關(guān)部委支持及上海市委、市政府的領導下，依托上海集成電路的龍頭企業(yè)和科研院所，相繼建立了一些國家級集成電路創(chuàng)新平臺。比如，由中芯國際、華虹集團和復旦大學共同發(fā)起的國家集成電路創(chuàng)新中心，依托上海微技術(shù)工業(yè)研究院的國家智能傳感器創(chuàng)新中心，依托復旦大學的國家集成電路產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺等。這些創(chuàng)新平臺破除體制機制障礙，聚集多方資源，形成了更大的創(chuàng)新合力，為上海集成電路產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展奠定了堅實基礎。

上海發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的三大要素分別是技術(shù)創(chuàng)新、人才和長三角一體化。技術(shù)創(chuàng)新是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心，人才是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎，長三角一體化戰(zhàn)略是上海集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要保障。

技術(shù)創(chuàng)新是集成電路進步的核心，無論是材料，或是器件，只有技術(shù)創(chuàng)新才能實現(xiàn)突破。近年來，上海在這方面取得了一些成績。比如，復旦大學微電子學院張衛(wèi)教授團隊發(fā)明的半浮柵器件，可以實現(xiàn)無電容動態(tài)隨機存儲器（DRAM）芯片，極有可能成為顛覆DRAM的革命性技術(shù)，潛在應用市場巨大，為我國集成電路產(chǎn)業(yè)提供了良好的創(chuàng)新發(fā)展機遇。這項研究成果發(fā)表在《科學》（Science）雜志上，這也是我國科學家在該頂級學術(shù)期刊上發(fā)表的第一篇微電子器件領域的原創(chuàng)性成果。對于突破卡脖子技術(shù)，我們要有自信，產(chǎn)業(yè)界也要對中國的技術(shù)創(chuàng)新有信心，相信中國科技人員有能力通過技術(shù)創(chuàng)新解決各種問題。

技術(shù)創(chuàng)新主要是靠什么？靠人，人才是目前制約我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。2017年5月發(fā)布的《中國集成電路產(chǎn)業(yè)人才白皮書（2016—2017）》顯示，目前我國集成電路從業(yè)人員總數(shù)不足30萬，但是按總產(chǎn)值計算，需要70萬人，人才總量嚴重不足。除了缺口巨大，人才質(zhì)量也亟待提升。目前高校和科研院所培養(yǎng)的集成電路人才無法滿足企業(yè)需求，亟須改革培養(yǎng)模式，探索校企聯(lián)合培養(yǎng)高端人才的機制。復旦大學承擔了國際集成電路產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺建設項目，正積極探索設立新型的創(chuàng)新學院，注重知識、能力、素質(zhì)的綜合提高和培養(yǎng)，發(fā)揮企業(yè)參與人才培養(yǎng)的積極性，開展跨校、跨學科的校企合作，打造人才培養(yǎng)和交流的互聯(lián)互通途徑，力爭培養(yǎng)出一批產(chǎn)業(yè)亟需的創(chuàng)新型領軍人才。

在長三角一體化上，要以體制機制創(chuàng)新和科技創(chuàng)新為核心，實現(xiàn)“雙輪驅(qū)動”，推動一體化發(fā)展戰(zhàn)略。長三角一體化本質(zhì)上是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)一體化，作為我國集成電路產(chǎn)業(yè)重鎮(zhèn)，上海應將自身的優(yōu)勢向周邊輻射，在長三角打造具有世界影響力的集成電路高地，這既是國家賦予上海的重大任務，也是上海服務國家戰(zhàn)略的職責使命。目前，由復旦大學牽頭，教育部和上海市批準共建的“長三角集成電路設計與制造協(xié)同創(chuàng)新中心”將通過長三角區(qū)域高校和企業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新，深化集成電路行業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式改革，引領集成電路人才培養(yǎng)、技術(shù)創(chuàng)新和企業(yè)孵化。

上海發(fā)展集成電路的建議

上海建設具有全球影響力的科技創(chuàng)新中心和長三角一體化發(fā)展是新時期確立的兩大國家戰(zhàn)略。上海應抓住戰(zhàn)略發(fā)展機遇，把握好三個要素，建立長三角集成電路一體化發(fā)展協(xié)調(diào)機制，形成優(yōu)勢互補的產(chǎn)業(yè)布局，極大提升我國集成電路產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力。

長三角地區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)一體化發(fā)展，打造集成電路產(chǎn)業(yè)高地，應由上海牽頭，著力加強核心關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，著力培育龍頭骨干企業(yè)，形成新的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟增長帶和新的市場發(fā)展空間，這些都將有利于加快建設具有國際競爭力的綜合性產(chǎn)業(yè)集群，為助推國之重器實現(xiàn)新突破做出更大貢獻！