【原创】中科院戴博伟：如何在“黑暗森林”中加快创新发展?

作者：电子创新网张国斌 

9月25日，第十二届半导体设备与核心部件展示会（CSEAC 2024）在无锡太湖国际博览中心举办，在上午召开的高峰论坛环节上，中国科学院微电子研究所所长、党委书记戴博伟发表了《先进封装的发展与机遇之大算力芯片的制造创新》的演讲中，分析了目前中美战略博弈下我国科技创新的新路径，提出在“缺钱、缺人、缺技术”条件下，如何“打赢关键核心技术攻坚战”增强危机意识，树立底线思维坚持问题导向和系统观念；发挥新型举国体制优势，实现有限资源的高效整合；避免因无效投资而重蹈前苏联“星球大战”竞争失败被拖垮经济的覆辙等，我们要认证思考如何在“黑暗森林”和“无人区“中，加快创新发展?

“我们更要充分的认识黑暗森林，什么叫黑暗森林？原来讲相对友好的情况之下全球产业链相互之间协作，找分工找定位找比较优势，但是现在我们被孤立起来，这不是我们主动地孤立。这对我们形成了一个黑暗森林，甚至全产业链每一个环节，都要自己做，我们怎么样才能够找到自己的方向，找好自己的路线，实现加快实现创新，这是我们面临的一个非常重要的挑战。”他解释说，“那基于这样的一个分析，在集成电路领域，我想我们不能仅仅满足于单点突破，要坚持系统思维，我们要充分认识到所谓的集成电路卡脖子问题，不管是制造也好，设计也好，装备也好，光刻机也好，它的本质并不仅仅是这样的一个单点领域和技术，它的本质还是一个工业化体系，这是国家整体科技发展的竞争能力体系化的竞争，所以要必须要统筹好全局布局。”

他认为在中美战略博弈”背景下，科技创新组织模式将发生变化，我们应当从享受全球化红利发挥“国产替代“比较优势的创新型国家行列向高水不科技自立自强发展，此时的杀毛锏就是“自立自强”，进而发展成世界科技强国，实现战略平衡，实现中国主导的“开放融合”。

他提出了五点破局思路：

1、坚持系统思维:“卡脖子”的本质是“体系化”的竞争

2、强化基础性根技术创新

他认为驱动集成电路尺寸萎缩的根本力量是光刻技术驱动、材料创新驱动和结构驱动三种力量。他说我们分析下来，最核心的促进尺寸微缩的依然还是工艺为主，代表是光刻技术驱动，材料创新的驱动以及器件结构的库驱动，也可能一项材料的进步，一个结构的进度，从根技术基础性的这样的角度看就会带来一整片天地的新品。

所以我们不仅要关注现在应用和产业规模，还要呼吁从基础技术根技术的认识和龙头感的加强夯实基础。

3、抓住三维集成电路发展趋势与机遇

这个三维集成有三个方面，分别是从晶体管级三维集成，他说微电子所也搞了CAA结构DRAM晶体管。

4、在攻克“卡点”的同时，要更加关注“系统”与“集成

他解释说我们在攻克一个个卡点，同时也要更加关注系统集成。事实上国际半导体路线图已经从原来三点技术为主，向系统集成方面发展，系统层面的逻辑存储工艺的集成式创新，正在成为主流发展方向。2016年，国际半导体技术路线图(ITRS，重点关注延续“摩尔定律”的器件和工艺)已被国际器件与系统路线图(IRDS，关注逻辑和存储器件和工艺、封装集成及系统)所取代，表明系统层面的逻辑和存储器件工艺与封装的集成式创新正成为集成电路主流发展趋势，AMD的ZEN系列高性能CPU芯片和NVIDIA的A100和H100高算力GPU芯片是典型代表

台积电是目前全球垄断的高端IC制造“集大成者”，实现了“前道”和“后道”的贯通与集成制造，而这是当前国内尤为欠缺的。

5、以“控制点”为抓手凝练组织重大科技创新任务、

什么叫控制点？他说我的理解的是具有颠覆性意义和价值，目标集中且控制量上足以吸引社会力量为之创新为之投入并且形成生态的这样的一些技术，美国之所以可以通过它的影响力控制，不仅仅是它的影响控制全球，更重要的是它可以通过一个非常关键的绕不过去的控制点来控制全球技术产业的发展，，而这方面我们目前还是欠缺的。我们目前主要还是相对比较被动，所以一定要站在制高点上开展控制点的项目研究，所以我们说这个卡点不一定是控制点，但是控制点应该是制高点，而且一定会成为未来的卡点。

控制点技术性更强，是真正需要政府支持的，特别是政府在科技创新这个方面给予支持，所以在这个方面抓住控制点，抢占制高点来组织重大科技项目，比如说我们新时期面临着非常重要的一些任务。

他提出抓住控制点三步走战略：

第一步(近期)-遴选并集中力量攻关控制点，布局外围技术，谋划生态；

第二步(中期)-突破控制点，攻克外围技术，面向应用打造技术生态；

第三步(远期)-做强做大控制点，形成中国主导的技术体系，实现自立自强。

关于目前大家面临算力的性能突破问题，他指出除了工艺提升外，先进封装技术是个不错的选择。

“原来我们通过传统的二维机制或者是三维封装三维机制来解决问题，那么有没有可能把我们的计算单元直接做到我们的芯片内部，也就是通过材料的变化，通过结构的变化，特别是存储器、材料、存储器、结构的这样的一个改进。实现在一个片内逻辑和存储这样一个直接制造的技术，把有限的互连距离和密度大幅度提高，这也是一个很重要的方向。”他更表示。

此外，通过新材料新器件的创新以及近存计算存算一体等也是不错的突破方向。

此外，新型计算架构、AI算法优化以及片内三维集成也是不错的选择。

他表示面对目前的关键核心技术攻坚战，最终我们要通过自己的技术创新，争取实现由现在主要是美西方主导的技术体系转为中国主导，实现从中国参与到中国主导的这样两个跃迁。