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星光 | 东大电子科学与工程学院、微电子学院院长孙立涛：借“原子制造”，筑未来电子

来源：交汇点新闻客户端
交汇点讯 在未来 ， 显示设备可以薄如纸张 ， 随意折叠、揣进口袋；“制造”不需要物质之间的加工、组合 ， 物质本身的原子可以游动、生长成你需要的形态……日前 ， 采访人员专访国家杰青、东南大学电子科学与工程学院、微电子学院院长孙立涛 ， 他在采访中畅谈这些并不遥远的“梦幻技术” ， 也向采访人员“科普”国家拟设立的集成电路科学与工程这一新学科 。 集成电路代表着电子信息发展的最前沿方向 ， 资本、创新、人才等要素在这一学科高程度密集 。
星光 | 东大电子科学与工程学院、微电子学院院长孙立涛：借“原子制造”，筑未来电子文章插图
建立国家级创新中心
全力突破高端芯片“卡脖子”问题
早前的电子科学与技术是以器件制造为主 ， 然而 ， 随着电子信息的不断发展 ， 这门学科以及常提到的“集成电路”早已发展成为一类更为广泛的学科 ， 数学、材料、物理、化学、计算机、自动化、机械等学科都与它相关 ， 这也是为什么国家要设立“集成电路科学与工程”这一新学科的主要原因 。 “集成电路几乎涉及到生活的方方面面 ， 它是目前很多新技术的支撑底座 ， 大数据、人工智能、5G通讯、物联网、智能制造等新技术都需要通过它来实现 。 ”在采访的一开始 ， 孙立涛就强调 ， “技术底座”需要长期投入、长期坚持 ， 所有梦幻的技术场景 ， 都需要基础研究铺路 。在电子信息领域 ， 芯片是“心脏” ， 是国家的“工业粮食” 。 孙立涛深有感触的是 ， 市场换技术的道路是走不通的 ， 真正先进的技术是换不来的 ， 换来的往往也是别人那里已经过时的东西 ， 由于基础研发力度不足 ， 长期以来 ， 我国在芯片相关的四大基础支撑方面：设计、材料、制造、表征等都存在不同程度的缺陷和短板 。 目前 ， 中国的高端芯片仍非常缺乏 ， 绝大部分的高端制造技术、设计、先进材料等都掌握在少数发达国家手中 ， 孙立涛举例谈到 ， 决定芯片制造精度的光刻机、划片后的一级封装机、芯片设计用的EDA软件、高纯的硅、高纯的金属及刻蚀用的酸等都是目前关键的“卡脖子”问题 。为了解决好高端芯片“卡脖子”问题 ， 中国的高端芯片自主研发已经刻不容缓 。 “基础研究是整个科学体系的源头 ， 是所有技术问题的总开关 。 ”孙立涛将芯片“反击战”的关键放在技术基础支撑的大平台建设上 ， 通过一系列基础研究的载体平台 ， 逐渐补齐我国芯片链条的短板 。 结合地方优势产业特点 ， 东大领衔逐步在南京江北新区建设国家级EDA（软件）设计创新中心 ， 在苏州建设下一代材料研究所 ， 在无锡建设纳微系统国际创新中心 ， 逐一攻破我国芯片在设计、材料以及制造方面的瓶颈问题 。
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布局下一个十年
“原子制造”开启轻薄电子时代
芯片破局 ， 已是箭在弦上 。 一方面 ， 我们正时不我待地建平台、补短板；另一方面 ， 我们相信 ， 优势是可以创造的 ， 而不是绝对受限于客观条件的 。“上一个十年 ， 我们失去的 ， 正在全力补救；下一个十年 ， 我们必须做足准备 。 ”孙立涛介绍 ， 面向下一个十年的芯片技术 ， 我国在芯片设计、新型材料、新型器件以及原位表征方法等方面 ， 都“创造”了优势 。 以芯片设计为例 ， 目前通过“高能效”设计 ， 芯片速度可提升1～2倍 ， 此外 ， 通过二维材料、超材料以及相应的原位原子尺度加工与表征技术等 ， 东大研发出各类面向未来的新型器件 。未来的电视可以薄如纸张 ， 手机柔性屏可以折叠成手环 ， 随意穿戴在身上……随着基础研究的突破 ， 这类“超现实”场景其实指日可待 。 未来 ， 不仅电子设备的场景在颠覆 ， 就连“制造”也在被重新定义——制造不再是物质间的加工、组合 ， 物质本身的原子可以游动、生长 ， 按照你的设计 ， “长”成新样态 ， 而车间将可能被一台仪器替代 。当前 ， 孙立涛领衔的东大团队正在深耕“原子制造” ， 他们开辟了一种新的制造方式 ， 在原子分辨的球差校正透射电子显微镜下 ， 通过电、力、热 ， 光等因素 ， 引导原子的迁移 ， 并提出“让器件生长”等全新制造概念 。 据悉 ， 该项目的相关成果已发表在《自然》等国际期刊上 ， 目前正处在实验探索期 ， 随着相关技术的成熟 ， 将大力推进电子设备向“轻薄”时代迈进 ， 并开启智能制造“新业态” 。“技术世界没有恩赐 ， 之所以强大 ， 都是因为付出了足够多 。 ”孙立涛认为 ， 当前 ， 底层技术的自主创新 ， 依旧是我国电子信息领域的薄弱环节 ， 只有持之以恒的加强基础研究 ， “应用端”才能延展出更多可能性 。


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