徽电子技术是信息产业革命的技术 基础,也将是下一次,也就是第三次产 业革命的技术基础。我国信息产业的瓶 颈主要体现在微电子技术水平的差距 上。只有从设计、制造与应用三十方面 实行策略联盟,协调发展微电子技术. 才能为我目的信息产业的迅速发展,并 为第三次产业革命打下坚实的可持续发 展的技术基础。 信息产业的技术基础 信息产业的发展和其它产业的发展 一样,都取决于科学技术的发展水平。 世界科学技术发展的历史表明.每一次 产业革命,都是以物质机器的发明为基 础的 第一次产业革命的物质机器是蒸 汽机;使人类进人了工业时代;第二次 产业革命的物质机器是以徽电子技术为 基础的计算机,使人类进人了信息时代。 从机器发展的角度来看.今天人类已经 从物理机器的时代.走到了信息机器.也 就是计算机的时代。从科学发展的角度 来看.人类已经从物质科学时代进人到 了信息科学的时代。信息论,控制论,系 统论等可以归人理论信息科学的范畴; 计算机技术,通讯技术,控制技术等则可 以归人技术信息科学的范畴。 我国信息产业的发展现状是:我们 口中国科学院院士沈绪榜 这些能不能仅仅通过常说的计算智能『 上。加工设备的能力可以从硅园片的尺 (Computationallntdligenee)的形式体 寸大小与硅芯片的特征线宽水平来衡 可以研制出很高性能的计算机及通讯与 家电设备.就是缺少核心的东西.国产 的“芯”片;我们可以研制出各种绘图 机,缺少的也是核心的东西,国产的喷 系,也就是基于连接机制和基于进化机i 量。且前,芯片加工设备正在从2OO毫 制的人工智能形式体系就能解决,还很I 米硅园片加工设备向300毫米硅园片加 不清楚。不过.由于入脑的基本成份的 工设备过渡。从芯片特征线宽来看.目 墨 头 ;我们可以研制出多种多样的 嵌人式遥感系统,缺少的也是核心的东 西,高性能的国产传感“器”。归根到 底.我国的信息产业的发展.与国外的 相比,不足的根源就是微电子技术的差 距太大。 95%是水.人体的主要元素是氢,氧, I 前、0 18—0 25 m芯片已进人批量生 碳,氮,钙和一些盐类.再加一些微量f 产阶段.估计2002年将达到 元素,如铁,镁等。能听说读写,会感 0.13p ̄m,半导体设备厂商正在积极进 知世界与改造世界的人就是由这些基本I 行努力,研发lOOnm技术的加工设 元素的原子级的巧妙构造而来的,人们f 备。芯片厂商不仅在继续缩小芯片的特 正在从纳米技术,生物技术.MEMS技 望能从原子和分子级的设计上来实现第 信息产业的物质机器计算机是由硬 征线宽,以提高单功能芯片的集成度; 功能的加工工艺,将应用系统集成在一 件与软件两部分组成的,而软件是在硬 件的限制下发展的,即硬件的水平将决 定载件所能达到的水平。特别是现在 术与机器人技术等多方面进行探索,希l 而且已能开发能在一块芯片上集成多种 三改产业革命,使人类进^智能时代。 } 块芯片上而成为系统茁片 ̄SOC) 要 { ; { ; ; , ; {卑; s霉翠铲 零 科学工作者正在把生命作为一种智能计 算机来理解的时候,第三次产业革命的 物质机器,估计将是全面具有类人智能 的计算机。它不仅在计算速度上将达到 并超过人脑的两亿亿次计算速度,而且 I 发展我国的信息产业,有关微电子技术 的这些问题都是要尽快解决才行的 徽电子技术是无法回避的 碡喀《 §世碡皓瞄 替总 s }《碟 子技术包括芯片制造技术与设计技术. 测试,批量生产以及设计创新的能力 l 为了迎接下一扳产业革命.人们也 需的工具。1981年/BM公司发明了 作为现代信息产业技术基础的衢电『 早已在加速改进为实现纳米技术目标所 还具有类似人脑那样的智能以及类似五 官系统的“眼,耳.鼻,舌.身”等。 中国经济信息 20n2・ll期 主要体现在加工设备,加32q-艺 封装l “扫描探测显徽镜 (sPM),使技术 人员能够通过一十超级尖端来施加电 维普资讯 http://www.cqvip.com
压,从而移动原子。“原子力显微镜” 也是由IBM公司开发的,它能够生成 单个原子的表面状态图像,科学家们因 而可以获得有关物质如何运动和在原子 及分子水平上相互作用的新知识,达意 ASIC或FPGA设计。对SOC来说,由 于组成它的口棱具有可修改性,在当 前的SOC设计中,利用丁IP核的可修 改性带来的灵活性。但IP棱的这个与 物理组件在应用上的差别,不仅带来丁 SOC设计与验证的复杂性,而且也形成 行SOC芯片设计的,如果总是这样 作,我们的SOC芯片设计就要受制于 别人的IP核;就相当于现在总是用国 外的芯片进行计算机设计,受制于别人 的芯片一样。会防碍我国信息产业的发 展。所以,自主设计芯片是无法回避 的 味着他们现在能够把不同的分子彼此连 接起来。由于纳朱技术是在原子与分子 了提高SOC设计效率的障碍。那么, 能不能使SOC的设计与PCB系统的设 级上进行设计来实现人们所希望的类生 物的智能产品,人们预计它将使人类从 信息时代进人智能时代。由于第三次产 业革命的科学技术:光电子学,纳电子 计类似,只有IP棱的合并与互连布图 验证昵?在SOC设计中要实现PCB系 四大竞争需要大联合 现在。半导体工业作为信息产业的 技术基础,在世界范围内已处于激烈的 竞争之中。美国的微电子工艺和加工设 备是领先于各国的、但8O年代曾被人 超过。为此,美国成立丁半导体工艺联 合体,花丁几年时间又重新领先。日本 的水平仅次于美国,是花丁一二十年的 努力达到的。为了提高国际竞争能力, 统设计中物理组件只能选用不能修改的 原则,也就是相当于要将IP核设计成 一学,分子电子学和量子信息等,都需要 采取由微电子产业发展起来的半导体微 种只需选用不需修改的可重用lP 加工工艺技术,徽电子技术不仅是信息 产业革命的需要,也是下一次智能产业 革命的需要,所以发展徽电子技术是无 法回避的。 ; 核。像PCB幕统通过物理组件的积累 形成物理组件库那样.对于SOC也要 通过lP揍的积累形成IP棱库 顺便指 出.IP核是可以参数化的,利用这一 点,可以提高它的派生能力。还有.总 线是PCB系统通信的主要结构,在 自主芯片设计是无法回避的 近些年来,由于芯片的集成度已经 上升到硅衬底能代替印制板(PCB), 过去用若干物理组件在PCB上实现的 据报道,日本正在通过实行半导体联合 突围的策略联盟及合并等方式,争取重 新成为全球半导体产业的领先企业。夸 年1月4日,NEC、日立、三菱电机等 SOC巾也需要采用这样的技术。总之, 要参照PCB系统的设计策略,就是要 像物理组件的设计与PCB系统的设计 能分开进行那样,按照即插即用的SOC 设计目标, 核的设计与9oC的设计 也应该是能分开进行的 实现的关键就 是如何能建立一些不需修改就能重用的 IP核?以及如何使这些IP核适合应用 领域的要求,能构成优化的SOC产 品?换句话说,为了充分利用设计重用 的好处,必须考虑两个方面!一是可重 用掏件的设计;二是重用已有构件的新 系统的设计。 现在国内已经有用国外的lP核进 复杂的电子系统,现在已能用若干IP (Intellecluall ̄ropedy)校在硅衬底上实 现,微电子技术已经从VIii走向系统 11家日本半导体制造商就联合宣布, 计划合资成立生产新一代半导体的公 司,采用0 1微米或更先进的制造工 艺,为共同出资的半导体厂商生产半导 体,预计产品以能处理大容量数据的系 统芯片为主 还有东芝、富士通于3月 芯片SOC(SystemonChip)的新阶段。 由于PCB系统的设计与验证主要是 PCB上的物理组件之间的相互作用,而 不是物理组件本身的设计与验证。物理 组件一般是只能选用而不能修改的;如 果段有合适的物理组件可用来实现系统 的功能时,则就要进行相应物理组件的 21日共同宣布,双方计划成立半导体 策略联盟,共同开发并生产芯片 几乎 在前两桩合作宣布的同时.3月22 日,日本5大芯片业巨头联合,正着手 开始一项由日本政府支持的下一代半导 体错造技术研究计划,以便在政府支援 下共同开发新一代芯片。目前在日本半 导体业界,各大公司甚至还在酝酿一个 更加宏大的构想,将各公司的半导体业 务部门合并成1到2家公司.以此来提 高国际竞争力 要使我国的信息产业发展到具备与 外国公司竞争的能力,我们不仅要对关 键的半导体加工设备,要从以贿买为 主,走向以制造打破垄断;对芯片设计 与制造,要从以跟踪仿制为主,走向以 创新开拓未来;而且还要从设计,制造 与应用三个方面,实现行业内的与跨行 业的策略联盟,协调发展信息产业技 术,才能真正确保我国信息产业的顺利 发展,并为第三次产业革命打下良好的 技术基础。 中国经济惦息・2002・11期
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