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秒懂!半導體、微電子和集成電路

時間:2022-6-7 12:01:00
摘要: 集成電路是一種由半導體材料及相關材料,按照微電子學方法制造的電子元器件,并應用在微電子系統中。集成電路技術是由固體物理學、量子力學、熱力學與統計物理學、幾何光學、材料科學、化學等學科結合的交叉學科,還涉及電子線路、信號處理、計算機輔助設計、自動控制、測試和
一、三個詞匯的內容

半導體是一類材料,它經過處理可以導電,也可以不導電,它成為當今信息化社會的重要基礎,因而獲得了廣泛應用。例如應用在集成電路、消費電子、通信系統、大功率電源轉換、光伏太陽能、半導體照明、激光器等領域。但是光伏太陽能、半導體照明是獨立的大行業,它們不屬于半導體行業?,F已形成了研究半導體特性、應用、生產方法和制備設備的系統學科,如半導體物理學、微電子學和固體電子學、半導體材料學等。半導體材料及衍生產品的研究、生產和應用形成了一個高技術產業,也是一個龐大的行業。因此說半導體材料、半導體技術、半導體產業和半導體行業都是正確的。半導體是技術,是材料,它有學科,有產業,有行業。

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微電子是指微電子學,微電子學與固體電子學原來是電子科學與技術下的二級學科。微電子學和固體電子學的共同性很大,很難做嚴格的區分。微電子學主要研究以半導體物理為基礎的工程應用,比如集成電路及電子系統。但是半導體物理會涉及很多固體物理知識,以及固體電子學的相關內容??梢哉f,微電子學內容更為廣泛,固體電子學內容更為基礎。微電子是技術,是一門學科,它不是材料或產品,因此沒有形成產業,也不是一個行業。


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集成電路是一種由半導體材料及相關材料,按照微電子學方法制造的電子元器件,并應用在微電子系統中。集成電路技術是由固體物理學、量子力學、熱力學與統計物理學、幾何光學、材料科學、化學等學科結合的交叉學科,還涉及電子線路、信號處理、計算機輔助設計、自動控制、測試和加工、圖論等多個領域。集成電路已形成了一個高技術產業,也是一個極其重要的行業。集成電路要用到半導體材料,也要用到微電子學知識,它是二者結合的產物。因此,說集成電路技術、集成電路產品、集成電路產業和集成電路行業都是正確的。集成電路是技術,是產品,它有學科,有產業,有行業。

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二、集成電路的地位大躍升

2020年7月30日,國務院學位委員會會議投票通過集成電路專業作為一級學科,并將從電子科學與技術一級學科中獨立出來的提案。集成電路學科擬設于新設立的交叉學科門類之下。

把集成電路設為一級學科,不僅是因為它極其重要,更重要的是它作為一個多門科學深度交叉,融合發展和應用的門類,委身于電子科學與技術門下,嚴重制約了其發展。把集成電路設為一級學科,并放在交叉學科門類之下,是必然和恰當的選擇。



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把集成電路提升為一級學科,集成電路行業有識之士已呼吁多年,也經過多年討論,但由于一直存在各種爭議而無法達成一致。隨著學科技術的不斷發展,原有的一級學科劃分確實已經限制了我國集成電路人才的培養,進而影響到了我國集成電路產業的良性發展。但要破除原來的學科設置何其難矣,只有在懂王川普掀起的中美科技戰背景下,才能成就此事。

三、集成電路行業的興衰往事

先從電子行業說起。上世紀50年代,由于晶體管逐步取代電子管,集成電路也暫露頭角,我國把電子行業當作類似今天的戰略性新興行業,給予了高度重視和支持。60年代,老百姓接觸電子產品,了解半導體是從收音機開始的。開始是礦石收音機,后來才有晶體管收音機,收音機口頭語也叫做半導體(收音機)。

那時,全國計劃布局的半導體工業體系既大又全暫且不論,僅從全國較大一些城市紛紛成立電子研究所來看,政府對電子行業的重視程度可見一斑。設立這類研究機構成為了政府機構設置的標配。直到80年代,深圳建立經濟特區的時候,也難免落入俗套,委托廣州市電子研究所協助在深圳成立了政府全資的深圳市電子研究所,運行至2000年后由事業單位改為了企業。

文革十年動亂的耽誤和破壞暫且不表,在隨后改革開放的二十年中,我國電子和集成電路行業把重心放在了開放、學習和引用方面,重點利用外國的先進技術和先進芯片發展我們的制造業,并一舉成為全球電子信息產業制造大國。但是,集成電路基礎研究和核心技術研究一直處于弱化狀態。

進入二十一世紀,在各級領導和行業人士推動下,國家出臺了18號文件,鼓勵大力發展軟件和集成電路,并在國家重大專項推動下,促進了國內集成電路產業的快速發展,特別是設計業的高速發展。但是,我們的設計業是建立在國外設計工具、材料設備,制造工藝和關鍵核心技術基礎之上的空中樓閣,基礎研究和核心技術研究還沒有受到應有的重視。

特別是新世紀出現的物聯網、云計算、大數據和人工智能等高新技術,更是“亂花漸欲迷人眼”,吸引我們大量資源投向了這些領域,集成電路老調重彈,基礎研究費時又花錢,怎能擺在重要的位置?

中美貿易戰,懂王川普用核心技術卡我們集成電路產業的脖子,實際上也卡住了上述所有“亂花”產業的脖子。他把集成電路宣傳到路人皆知,把集成電路重要性推升到無以復加的高度,讓全體國民覺悟和警醒。亡羊補牢,未為晚矣!現在全社會高度重視集成電路產業,政府出臺了更大力度支持基礎研究和關鍵核心技術攻關的優惠政策,并把集成電路技術提升為一級學科,我國集成電路產業雖處在最艱難的時候,但也是最好最受重視的時候,必將迎來更快更好地發展。

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