工研院:台湾省半导体科研机构发展到什么阶段?

2022-07-11 14:09:50

6月15日,中国台湾省科研院所宣布将与台积电合作开发SOT-MRAM(自旋轨道扭矩磁性记忆体)阵列芯片被业界认为是台积电在存储芯片技术上追赶三星的突破口。

半导体作为一个技术要求很高的行业,在引领行业发展的过程中起着重要的作用。

哪些半导体机构引领半导体前沿技术?中国半导体科研机构发展到什么阶段?

       顶级机构的影响

台湾工业研究所、比利时微电子研究中心、美国NIST、半导体产业联盟SRC都是能引领半导体产业方向的顶尖机构。

工研院:台湾省半导体脑

台湾工业研究中国台湾省的科研中发挥了多大的作用?在美国政府关于如何将基础学术研究成果转化为企业商机的研究报告中,台湾省工业研究院是入选的两个典型机构之一。

1976年,工研院第一批工程师赴美接受培训;1977年,工研院成立了台湾省第一家4寸晶圆集成电路示范厂。1983年,工研院开发出来IBM兼容的个人电脑,将技术转移给企业,推动周边其他相关产业的蓬勃发展,为个人电脑产业奠定了基础。

自1980年以来,工业研究所培育和孵化了大量具有高增长和高增值潜力的科技项目,包括联华电子、台积电、台湾光罩等大型半导体集成电路制造公司。

工研院还孕育多家台湾地区新兴科技产业,培育无数科技人才,包括培育超过上百位CEO,包括对台湾省产业有影响力的人,如张忠谋、胡定华、杨丁元、章青驹、蔡明介;孵化了270多家优秀企业,专利近3万项,年技术转让项目650多项。

欧洲代表

IMEC与领先设备制造商的战略合作伙伴关系确保了最先进的 alpha 和 beta 工具的可用性。为了让芯片制造商和工具供应商在更大晶圆上生产更复杂芯片的竞赛中处于领先地位,基础设施投资与IMEC开创性的开放式创新模式齐头并进。在竞争前的研究中,整个半导体价值链通过这一模型协同工作。从芯片制造商和无晶圆制造商到集成商、材料和工具供应商,他们分担了日益复杂的研发负担和风险。

美国有100多年的历史NIST

国家标准与技术研究院 (NIST)在1979 年度发布了第一个光掩模线宽标准,将公司之间的测量差异降低了十倍,刺激了新商业仪器的生产,扩大了光学显微镜的使用范围,每年为行业节省数百万美元。

美国半导体产业联盟SRC

美国发展半导体,美国设立了半导体Semiconductor Research Corporation(以下简称SRC)。

目前,20 多家一流的半导体公司是SRC 的成员,与 100 多所大学合作,多个政府机构。我们管理三个项目,共有三个项目 55 研究课题和 500 多个由 1200 多名 SRC 学生资助的研究项目。

近 40 年来,SRC 及其成员聚集了最好的大学研究人员,培养了科学、工程和技术领域才华横溢的研究生精英劳动力。 SRC 与毕业生相比,SRC 毕业生获得竞争优势, SRC 为了解决他们最深层次的技术挑战,成员组织确保尽快获得一系列不断扩大的解决方案。

建立顶尖机构的背后

从成立时间来看,1973年,台湾省颁布了《工业技术研究院设立条例》,以财团法人名义成立了工业技术研究院,即工业研究院。当时台湾省经济部长将分散在台湾省各地的联合工业研究所、联合矿业研究所和金属工业研究所合并成立工业研究所。

IMEC它成立于1984年的比利时鲁汶。创始人是一群年轻的研究人员,其中一些人曾在硅谷学习和工作,并受到他们目睹的革命的启发。他们在佛兰德斯建立电子超级实验室并引领新工业革命的努力得到了弗拉芒地区政府的资助。

NIST成立于 1901 现在是美国商务部的一部分。NIST 它是美国最古老的物理科学实验室之一。SRC成立于 1982 2000年,研究了与半导体开发制造相关的工程和物理科学。SRC成员包括科技公司、学术界和政府机构。

总的来说,这些顶尖机构都是在20世纪末成立的,至今已有四五十年的历史积累。

但在成立之初,各机构的目的却大不相同。

IMEC战略定位为纳米电子和数字技术领域领先的前瞻性重大创新中心,目前拥有 4000多名员工。短短30多年,IMEC一直走在全球高技术产业技术创新前沿,形成了一系列从“0到1”的原始创新。

设立美国国会NIST消除当时对美国工业竞争力的重大挑战——落后于英国、德国等经济竞争对手的二流测量基础设施。

从智能电网和电子健康记录到原子钟、先进纳米材料和计算机芯片,无数的产品和服务在一定程度上依赖于国家标准和技术研究所提供的技术、测量和标准。

NIST半导体的研究始于20世纪40年代末,是在第二次世界大战期间发明的,称为雷达晶体二极管的半导体器件和晶体管。NIST又称国家标准局 (NBS),为研究半导体的电导率,建立了一个实验室。

NBS 建立半导体技术计划 1968 2000年,旨在改进测量方法、数据、参考工件、模型和理论,以实现更高的设备输出和可靠性、更低的成本和改进的制造和性能。这种关注持续了大约 20 年。

美国SRC 在应对全球挑战、使用研发战略、先进工具和技术方面发挥着不可或缺的作用。SRC为了在全球市场上竞争和培养未来的劳动力,取得研究成果、基础知识产权和经验础知识产权和经验丰富的学生。

可见,所有科研机构的出现都具有特殊的战略意义。这也能激发中国的半导体。

       中国半导体科研机构的力量

与国外机构相比,国内半导体科研机构起步较晚。

上海微技术产业研究所是中国科学院上海微系统与信息技术研究所与上海嘉定区人民政府共同发起的新型研发机构。它成立于2013年,致力于超越摩尔技术和物联网应用创新和产业化。上海微技术研究院作为全球协同创新中心,集研发、工程、孵化为一体,为创新企业和合作伙伴提供全方位的服务和解决方案。目前,上海微技术研究所与国内外众多生产、学习、研究机构建立了密切的合作关系,实现了创新成果的高效产业化,加快了超越摩尔(More than Moore,MtM)”技术和物联网建立生态系统。

集成电路高精度创新中心于2022年2月19日在北京成立。该中心由北京市教委批准,由清华大学和北京大学共同设立。新一期集成电路创新中心将凝聚清华大学和北京大学的精锐力量和资源,与北京集成电路产业重点单位合作,形成跨校际、产业、大学、研究的新创新载体。这也是北京服务国家重大战略、深化科研体制机制改革、建设集成电路科技创新高地的重要举措。

2018年,复旦微电子、中芯国际、华虹半导体牵头成立国家集成电路创新中心。

但不得不承认,与国外相比,我国这类机构成立时间较短,导致各科研机构规模较小。可以看出,国外半导体科研机构的成员已经覆盖了半导体领域的顶尖公司和大学。国内科研机构以单一高校实验室为主体。即使有企业参与,也更多的是企业与高校的合作,很少有像国外多所学校和多家公司形成的联盟。

因此,有必要借鉴国外成熟机构的经验。毕竟,国家科研机构作为国家战略科技力量,在解决与国家整体和长期发展有关的重大问题方面发挥着极其重要的作用。在技术选择方面,国家科研机构应注重突破关键通用技术的主要战略任务,而不是与工业合作伙伴在商业市场上争取利润。

在重大项目实施前,通过透明系统设计对可能的利益冲突进行研究和判断,明确关键知识成果的所有权,充分考虑创新参与者的核心利益。

近年来,随着政府对集成电路的重视,地方政府也在加大研究投资,鼓励研究机构在集成电路方向的研发。例如,安徽省对集成电路人才采取措施:入选领先人才引进计划,创新500万元,创业100万元;人才创业团队,专项资金1000万元或创业指导基金2000万元。

然而,一些学者说:国内科研机构的尴尬之处在于,他们首先考虑的是获得政府的支持,争取项目,而不是建立一家公司与市场竞争。或者认为可以转换,不能转换,无论如何,有科研资金,你也可以过得很好。

因此,国内科研机构要适当走出象牙塔,把研究成果转化为当务之急。

事实上,就科研成果而言,我国各大高校的科研成果已呈现出百花齐放的趋势。在各个领域都取得了一定的成就。但由于相对超前,我国的集成电路产业却无法将这些成果转化。这再次反映了校企联合的紧迫性。毕竟,成熟的半导体研究机构的研究成果与主要企业的需求密切相关,也由主要企业深入参与,可以更快地转化。

半导体的起点是实验室,这个行业的发展离不开科研机构的帮助。建立适应我国半导体产学研生态的开放心态需要每一位参与者。

       原文标题 : 谁能决定半导体方向?

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