正值清華大學(xué)迎來110周年校慶之際，清華大學(xué)集成電路學(xué)院22日正式成立。

該學(xué)院下設(shè)集成納電子科學(xué)研究所、集成電路設(shè)計(jì)研究所和集成電路制造研究所三個(gè)二級機(jī)構(gòu)，面向集成電路技術(shù)代際更新的重要機(jī)遇，圍繞集成電路科學(xué)與工程一級學(xué)科建設(shè)，布局納電子科學(xué)、集成電路設(shè)計(jì)方法學(xué)與EDA、集成電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用、集成電路器件與制造工藝、MEMS與微系統(tǒng)、封裝與系統(tǒng)集成、集成電路專用裝備、集成電路專用材料等研究方向。

據(jù)介紹，2020年，清華大學(xué)按照學(xué)位授權(quán)自主審核的辦法與程序，同意自主審核增設(shè)集成電路科學(xué)與工程一級學(xué)科博士碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)。2021年4月，經(jīng)清華大學(xué)第十四屆黨委第一百五十八次常委會會議討論通過，決定成立清華大學(xué)集成電路學(xué)院。

集成電路有很強(qiáng)的多學(xué)科交叉特性，高端芯片更是基礎(chǔ)研究和前沿工程技術(shù)交叉融合的結(jié)晶。當(dāng)前，我國在集成電路領(lǐng)域仍存在一些棘手難題，關(guān)鍵領(lǐng)域仍然存在“卡脖子”問題。

清華大學(xué)成立集成電路學(xué)院有何重要意義？未來我國集成電路領(lǐng)域如何解決“卡脖子”問題？中新網(wǎng)記者走進(jìn)清華大學(xué)，采訪業(yè)界人士和專家學(xué)者，為您帶來權(quán)威解讀。

集成電路為何重要？

集成電路怎樣影響著我們的生活？上至火箭、衛(wèi)星、宇航器，下至手機(jī)、電腦、洗衣機(jī)，作為眾多機(jī)器設(shè)備的“心臟”，集成電路在人類的生活中幾乎無處不在。

自1958年世界上第一塊集成電路發(fā)明以來，集成電路已經(jīng)從實(shí)現(xiàn)電路小型化的方法演變?yōu)樾畔⑾到y(tǒng)的核心，支撐戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)發(fā)展。“集成電路代表著當(dāng)今世界微納制造的最高水平，是集人類超精細(xì)加工技術(shù)之大成，也是多學(xué)科交叉融合的尖端科學(xué)與工程技術(shù)。”中國科學(xué)院院士劉明如是評價(jià)。

回顧歷史，中國的集成電路技術(shù)研究起步并不算晚。50年代中期，正值我國開始實(shí)施第一個(gè)五年計(jì)劃，半導(dǎo)體這門當(dāng)時(shí)的新興科學(xué)技術(shù)受到了國家的高度重視。

據(jù)媒體報(bào)道，在沒有技術(shù)資料、沒有完整設(shè)備的條件下，中國于1956年成功研制出首批半導(dǎo)體器件——鍺合金晶體管。1961年中國第一個(gè)集成電路研制課題組成立，1965年第一代單片集成電路在北京、石家莊、上海等地相繼問世。

然而，在強(qiáng)調(diào)“自力更生，艱苦奮斗”的當(dāng)時(shí)，各家企業(yè)都在封閉環(huán)境中自行設(shè)計(jì)、研發(fā)、銷售。爾后，集成電路行業(yè)的發(fā)展道路開始變得曲折。改革開放后，中國集成電路的發(fā)展更有偏向設(shè)備更新的趨勢，開始加大對國外引進(jìn)的依賴。

成立學(xué)院不是為掛牌，而是要變革

當(dāng)下中國的集成電路行業(yè)發(fā)展也面臨人才缺失的問題，特別是缺少領(lǐng)軍人才、復(fù)合型創(chuàng)新人才，這已成為制約我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)軟助。支撐中國的集成電路行業(yè)發(fā)展需要加快培養(yǎng)緊缺高層次人才，強(qiáng)化集成電路的學(xué)科發(fā)展。

如今，學(xué)科發(fā)展正在加速。4月22日，清華大學(xué)集成電路學(xué)院正式成立。據(jù)校方介紹，學(xué)院將瞄準(zhǔn)國家重大戰(zhàn)略需求，聚焦集成電路學(xué)科前沿，打破學(xué)科壁壘，強(qiáng)化學(xué)科交叉，突破關(guān)鍵核心技術(shù)，培養(yǎng)國家急需的人才，更好服務(wù)國家科技自理自強(qiáng)發(fā)展戰(zhàn)略，支撐中國集成電路事業(yè)的自主創(chuàng)新發(fā)展。

在當(dāng)天的學(xué)院成立儀式上，清華大學(xué)集成電路學(xué)院首任院長吳華強(qiáng)表示，學(xué)院的成立不是簡單的“掛個(gè)牌子”，而是“要進(jìn)行一次變革”。為推動學(xué)科的交叉融合，該學(xué)院將探索1+N聯(lián)合機(jī)制。

吳華強(qiáng)進(jìn)一步介紹說，“1”是指集成電路學(xué)院由原微納電子系與電子系共建。學(xué)院成立后，下設(shè)集成納電子科學(xué)研究所、集成電路設(shè)計(jì)研究所、集成電路制造研究所三個(gè)二級機(jī)構(gòu)；“N”則是指多學(xué)科交叉融合。學(xué)院將在教師聘用機(jī)制、有組織科研等方面積極創(chuàng)新，與相關(guān)院系設(shè)立交叉研究中心。

另據(jù)介紹，在學(xué)科方向設(shè)置方面，該學(xué)院在集成電路科學(xué)與工程一級學(xué)科之下，擬設(shè)立集成納電子科學(xué)、集成電路設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)自動化、集成電路制造工程三個(gè)二級學(xué)科，重點(diǎn)發(fā)展納電子科學(xué)、集成電路設(shè)計(jì)方法學(xué)及EDA、集成電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用等學(xué)科方向，完整覆蓋集成電路的全產(chǎn)業(yè)鏈。

談及學(xué)院設(shè)立一級學(xué)科的兩個(gè)重要目標(biāo)，集成電路學(xué)院教授池保勇表示，一方面是開展引領(lǐng)性的技術(shù)研究，另一方面則是培養(yǎng)高層次人才。

他還談到，目前按照學(xué)校要求，該學(xué)院的博士生培養(yǎng)分為工學(xué)博士、非全日制的工程博士，并在探索設(shè)立專項(xiàng)型培養(yǎng)模式，以期覆蓋基礎(chǔ)研究、工程技術(shù)、產(chǎn)業(yè)需求等諸多方面，在擴(kuò)大人才培養(yǎng)規(guī)模的同時(shí)，解決國家對不同層次的集成電路人才的需求。

學(xué)科交叉融合建設(shè)解“卡脖子”難題

“集成電路具有很強(qiáng)的多學(xué)科交叉特性，高端芯片更是基礎(chǔ)研究和前沿工程技術(shù)交叉融合的結(jié)晶。要取得重大科技突破和原始創(chuàng)新突破，越來越需要多個(gè)學(xué)科的共同融合，需要多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的集成創(chuàng)新。”國家自然科學(xué)基金委員會信息科學(xué)部主任郝躍如是表示。

郝躍指出，當(dāng)前中國在集成電路領(lǐng)域仍然存在一些棘手難題，在關(guān)鍵領(lǐng)域仍然存在“卡脖子”問題，迫切需要完善科技自主創(chuàng)新體系，加強(qiáng)學(xué)科交叉融合，提升原始創(chuàng)新能力。

“交叉性的學(xué)科怎么建設(shè)，其實(shí)大家都在探討。”池保勇表示，根據(jù)目前的學(xué)院建設(shè)方案，集成電路學(xué)院將與各兄弟院系聯(lián)合建設(shè)一些學(xué)科方向，學(xué)院設(shè)置的多個(gè)研究方向也帶有學(xué)科交叉的特點(diǎn)。例如，該學(xué)院計(jì)劃與計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系、軟件學(xué)院等共建“集成電路設(shè)計(jì)方法學(xué)及EDA”。“我們希望能夠打破各個(gè)專業(yè)之間原來存在的界限分明的壁壘。”

中國的集成電路行業(yè)發(fā)展尚有哪些“卡脖子”問題亟待解決？池保勇談到了EDA(電子設(shè)計(jì)自動化)這個(gè)目前“卡得比較厲害”的研究方向，以及集成電路的材料、裝備問題。清華大學(xué)的一些院系已經(jīng)在相關(guān)方面打下了較好的研究基礎(chǔ)。集成電路學(xué)院成立后，這些研究基礎(chǔ)也會成為有益的補(bǔ)充力量，促進(jìn)集成電路相關(guān)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。

池保勇還談到，學(xué)院希望在處理器和存儲器等高端芯片、EDA、半導(dǎo)體裝備等方面實(shí)現(xiàn)一些突破，解決從底層的材料裝備到上層的系統(tǒng)芯片以及中間的軟件支撐等領(lǐng)域存在的一些問題，讓中國的集成電路產(chǎn)業(yè)在若干年后得以突破國外技術(shù)封鎖的局面。

劉明認(rèn)為，從集成電路技術(shù)發(fā)展的趨勢來看，當(dāng)前的集成電路尖端工藝正在不斷逼近其物理極限。破解了“卡脖子”的難題，不僅需要提升國家整體的高端制造水平，還需要尋找新的突破路徑，抓住變革性創(chuàng)新機(jī)遇，形成競爭性的制衡能力。

池保勇也表示，院校的主要優(yōu)勢在于發(fā)揮引領(lǐng)作用。希望若干年后，集成電路學(xué)院的建設(shè)能夠引領(lǐng)世界相關(guān)技術(shù)的長遠(yuǎn)發(fā)展，同時(shí)形成中國自己的技術(shù)優(yōu)勢。“他們(外國)有他們的技術(shù)優(yōu)勢，我們有我們的技術(shù)優(yōu)勢，這樣的話就可以形成一個(gè)‘你中有我，我中有你’的局面。”

“如果在某些關(guān)鍵技術(shù)上，我們有我們的優(yōu)勢的話，將來這種(技術(shù)封鎖)局面就會很容易被打破。”池保勇說。

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