东大电子科学与工程学院、微电子学院院长孙立 - 电子设计工程杂志社投稿

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东大电子科学与工程学院、微电子学院院长孙立

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交汇点讯?在未来，显示设备可以薄如纸张，随意折叠、揣进口袋；“制造”不需要物质之间的加工、组合，物质本身的原子可以游动、生长成你需要的形态……日前，记者专访国家杰青、东南大学电子科学与工程学院、微电子学院院长孙立涛，他在采访中畅谈这些并不遥远的“梦幻技术”，也向记者“科普”国家拟设立的集成电路科学与工程这一新学科。集成电路代表着电子信息发展的最前沿方向，资本、创新、人才等要素在这一学科高程度密集。

建立国家级创新中心

全力突破高端芯片“卡脖子”问题

早前的电子科学与技术是以器件制造为主，然而，随着电子信息的不断发展，这门学科以及常提到的“集成电路”早已发展成为一类更为广泛的学科，数学、材料、物理、化学、计算机、自动化、机械等学科都与它相关，这也是为什么国家要设立“集成电路科学与工程”这一新学科的主要原因。“集成电路几乎涉及到生活的方方面面，它是目前很多新技术的支撑底座，大数据、人工智能、5G通讯、物联网、智能制造等新技术都需要通过它来实现。”在采访的一开始，孙立涛就强调，“技术底座”需要长期投入、长期坚持，所有梦幻的技术场景，都需要基础研究铺路。在电子信息领域，芯片是“心脏”，是国家的“工业粮食”。孙立涛深有感触的是，市场换技术的道路是走不通的，真正先进的技术是换不来的，换来的往往也是别人那里已经过时的东西，由于基础研发力度不足，长期以来，我国在芯片相关的四大基础支撑方面：设计、材料、制造、表征等都存在不同程度的缺陷和短板。目前，中国的高端芯片仍非常缺乏，绝大部分的高端制造技术、设计、先进材料等都掌握在少数发达国家手中，孙立涛举例谈到，决定芯片制造精度的光刻机、划片后的一级封装机、芯片设计用的EDA软件、高纯的硅、高纯的金属及刻蚀用的酸等都是目前关键的“卡脖子”问题。为了解决好高端芯片“卡脖子”问题，中国的高端芯片自主研发已经刻不容缓。“基础研究是整个科学体系的源头，是所有技术问题的总开关。”孙立涛将芯片“反击战”的关键放在技术基础支撑的大平台建设上，通过一系列基础研究的载体平台，逐渐补齐我国芯片链条的短板。结合地方优势产业特点，东大领衔逐步在南京江北新区建设国家级EDA（软件）设计创新中心，在苏州建设下一代材料研究所，在无锡建设纳微系统国际创新中心，逐一攻破我国芯片在设计、材料以及制造方面的瓶颈问题。

布局下一个十年

“原子制造”开启轻薄电子时代

芯片破局，已是箭在弦上。一方面，我们正时不我待地建平台、补短板；另一方面，我们相信，优势是可以创造的，而不是绝对受限于客观条件的。 “上一个十年，我们失去的，正在全力补救；下一个十年，我们必须做足准备。”孙立涛介绍，面向下一个十年的芯片技术，我国在芯片设计、新型材料、新型器件以及原位表征方法等方面，都“创造”了优势。以芯片设计为例，目前通过“高能效”设计，芯片速度可提升1～2倍，此外，通过二维材料、超材料以及相应的原位原子尺度加工与表征技术等，东大研发出各类面向未来的新型器件。未来的电视可以薄如纸张，手机柔性屏可以折叠成手环，随意穿戴在身上……随着基础研究的突破，这类“超现实”场景其实指日可待。未来，不仅电子设备的场景在颠覆，就连“制造”也在被重新定义——制造不再是物质间的加工、组合，物质本身的原子可以游动、生长，按照你的设计，“长”成新样态，而车间将可能被一台仪器替代。当前，孙立涛领衔的东大团队正在深耕“原子制造”，他们开辟了一种新的制造方式，在原子分辨的球差校正透射电子显微镜下，通过电、力、热，光等因素，引导原子的迁移，并提出“让器件生长”等全新制造概念。据悉，该项目的相关成果已发表在《自然》等国际期刊上，目前正处在实验探索期，随着相关技术的成熟，将大力推进电子设备向“轻薄”时代迈进，并开启智能制造“新业态”。 “技术世界没有恩赐，之所以强大，都是因为付出了足够多。”孙立涛认为，当前，底层技术的自主创新，依旧是我国电子信息领域的薄弱环节，只有持之以恒的加强基础研究，“应用端”才能延展出更多可能性。

文章来源：《电子设计工程》网址: http://www.dzsjgc.cn/zonghexinwen/2020/1028/736.html