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麦姆斯咨询|尤政院士阐述智能微系统的本质

8月26日 ， 以“开放合作、世界同‘芯’”为主题的2020年世界半导体大会在南京召开 。 会上 ， 中国工程院院士、清华大学副校长尤政带来了以《智能微系统与传感器》为主题的演讲 。
麦姆斯咨询|尤政院士阐述智能微系统的本质
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尤政院士首先介绍了集成电路整个行业的发展趋势 ， 他指出近年来我国每年需进口的芯片多达3000多亿 ， 反映了社会对集成电路极大的需求 。 与此同时 ， 集成电路的发展密度越来越高 ， 性能也越来越强 。
当前国际最先进的工艺已经进入5nm这个时代 。 当然我们在半导体产业界领域经常说的摩尔定律 ， 摩尔定律是在1965年提出的不是物理定律的经济学规定 ， 它是对集成电路的预测 ， 同时也引领和指导了集成电路的产业发展 。
“在过去的几十年中 ， 集成电路的尺寸缩小了1000倍 ， 性能提高10000倍 ， 成本却下降了10000000倍” ， 而且目前大家也知道最先进的制程记录的工艺有5~7nm ， 而且2~3nm的工艺也处于开发研究阶段 。 但是大家可以看出来1nm在通电可以容纳10个左右的硅原子 ， 传统意义上的摩尔定律必然要失效 。
尤政表示 ， “总的来说按照半导体发展的路线图来说 ， 我们更关注IC和其他领域的集合产生的新的技术门类 ， 这就是微系统技术 ， 也是智能微系统 ， 也是智能科技、MEMS、光电子等技术的融合 。 ”
据尤政介绍 ， 智能微系统采用3D异质/异构集成技术 ， 五大技术要素包括：架构、微电子、MEMS、光电子、软件 。 其中 ， 架构决定智能微系统中硬件、能量、信息的状态、分布、交互、流程、逻辑等；微电子向可重构、可编程、传送一体化等方向来发展 ， 这些都为智能化提供了必要硬件的支持 ， 同时本身的信号处理电路的系统SoC或者系统化也为微系统提供了坚实的技术基础；MEMS将机械单元、敏感机构、执行结构及相关电路整合到一块芯片上 ， 形成具有特定功能的微系统装置；而光电子技术具有探测精度高、处理速度快、传输通量大等优势 。
【麦姆斯咨询|尤政院士阐述智能微系统的本质】在尖端科技的深度交叉融合下 ， 智能微系统具有体积小、重量轻、功耗低、性价比高、高性能、高精度、高集成度等特点 。 另外 ， 智能化除了“AI”的概念 ， 还包括自动化、多功能、自供能、可重构、自适应以及存算一体、感知一体、知行一体等内涵 ， 并催生众多“从0到1”的新概念产品与装备 。
智能微系统的本质特征就是微型化、系统化、智能化 ， 微型化是采用三维的异质异构的集成手段 ， 包括我们讲的信号的感知、信号处理、信号执行等功能为一体；系统化在于它有它的系统性的架构 ， 不是简单的技术的1+1 ， 应该起到1+1大于2的效果；智能化是指微系统的支持和制备的体现 。
接下来尤政介绍了传感器 ， 他指出 ， 传感器是物理世界和信息世界的桥梁 ， 传感器技术的发展也呈现了飞跃的状态 ， 从以前的分立传感器、集成式的传感器、组网传感器、MEMS传感器再到现在的智能传感器与微系统 。
尤政表示 ， 物联网、汽车电子、智能汽车、智慧交通、航空航天、医疗健康、消费电子、机器人等领域的发展推动了传感器的革新 。
对于未来的展望 ， 尤政谈到 ， 智能微系统与传感器的技术发展不到30年 ， 实际上我们也抓住了这个机会 ， 清华大学在国家“2011计划”和国家科技部的支持下 ， 成立了微纳制造、器件与系统协同创新中心 ， 把北大、交大、东南大学、同济大学等高校和工业界联合了起来 ， 未来我们希望能够吸收我国微电子和集成电路发展的经验 ， 把实体制造、核心工艺、公司制造以及需求构成一个很好的网络 ， 能够为我国未来的智能微系统与传感器领域的发展出一份力 。
最后 ， 尤政指出 ， 他希望清华大学能够做到产教融合 ， 创新地培养智能微系统与传感器所需要的人才 ， 更多地开发我国首创的核心技术 。 另外 ， 政府应该创建平台提供公共的技术和服务 ， 最后企业界和投资商也要共同创造一个环境 ， 能够围绕市场需求 ， 推动产业集聚进行示范应用 。


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