
本報訊 (記者 葉偉) 今年全國兩會期間,全國人大代表、中國科學院金屬研究所研究員孫東明帶來了“關于將原子制造作為新一代集成電路與能源信息器件核心技術(shù)方向的建議”。
“當前,集成電路與能源信息器件正在全面進入后摩爾時代。隨著器件特征尺寸逼近物理極限,傳統(tǒng)依賴幾何尺度微縮的技術(shù)路徑面臨功耗、散熱和可靠性等多重瓶頸?!睂O東明在建議中說,國際前沿研究與產(chǎn)業(yè)實踐表明,未來器件性能提升將更多依賴于對材料原子級結(jié)構(gòu)、界面及缺陷的精準構(gòu)筑能力,即原子制造。
原子制造是通過對原子排列、界面結(jié)構(gòu)和局域缺陷的可控設計,實現(xiàn)器件能效、功能和可靠性的突破,是支撐新一代集成電路、能源信息器件及極端環(huán)境電子系統(tǒng)的關鍵共性技術(shù)基礎。
孫東明在建議中進一步表示,原子制造是打通基礎研究與應用研究的關鍵樞紐。原子制造在技術(shù)體系上天然具有“基礎—應用一體化”特征:在基礎研究層面,推動研究范式從“材料發(fā)現(xiàn)”向“結(jié)構(gòu)設計與功能構(gòu)筑”轉(zhuǎn)變,促進對載流子輸運、能量轉(zhuǎn)換和多物理場耦合等基本規(guī)律的深入認識;在應用研究層面,為低功耗邏輯器件、能量調(diào)控器件及專用芯片提供可復制、可工程化的實現(xiàn)路徑。當前制約我國相關領域發(fā)展的關鍵問題,并非單點技術(shù)缺失,而是原子級物理機制突破與工程化路徑之間存在明顯斷層,亟需在國家層面進行系統(tǒng)布局,以原子制造推動新一代能源信息器件與新質(zhì)生產(chǎn)力形成。
為此,孫東明建議國家從戰(zhàn)略層面,系統(tǒng)布局原子制造技術(shù)體系,將原子制造確立為新一代集成電路與能源信息器件的核心技術(shù)方向。具體地說,是將原子制造納入國家科技任務體系??萍疾俊⒐I(yè)和信息化部、國家自然科學基金委員會等部門要在國家重點研發(fā)計劃、重大專項和基礎研究項目布局中,明確設置“原子制造與原子級器件工程”相關方向,重點支持原子級結(jié)構(gòu)設計、界面調(diào)控及其在后摩爾器件中的應用研究。
同時,要建設國家級原子制造共性技術(shù)與工程化平臺。由國家有關部門牽頭,依托優(yōu)勢高校、科研院所和骨干企業(yè),布局建設國家級原子制造共性技術(shù)平臺或工程研究中心,重點覆蓋原子級制造工藝、原位表征、器件驗證和中試放大等關鍵環(huán)節(jié)。通過平臺化方式,降低原子制造技術(shù)從實驗室走向工程化的門檻,避免分散重復投入,提升基礎研究成果向應用研究轉(zhuǎn)化的整體效率。
此外,要加大對原子制造相關企業(yè)的政策與資金支持,培育新質(zhì)生產(chǎn)力。目前,專注于原子制造和新型能源信息器件研發(fā)的企業(yè)數(shù)量較少,且多處于初創(chuàng)和成長期,在研發(fā)投入、生產(chǎn)線建設和市場開拓方面面臨較大壓力。國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金、超長期特別國債等,要加大對原子制造相關關鍵材料、器件與系統(tǒng)集成技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的支持力度,引導社會資本參與,培育一批專精特新高端器件企業(yè),構(gòu)建差異化、不可替代的產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢。
“要加快原子制造相關國家標準與測試體系建設?!睂O東明建議由國家標準化管理委員會牽頭,組織開展原子制造相關材料、工藝、器件性能評價和可靠性測試等國家和行業(yè)標準制定工作。同步推動建設國家級原子制造測試與認證平臺,為技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品準入和國際標準競爭提供支撐,提升我國在新一代集成電路和能源信息器件領域的話語權(quán)。
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