《依靠新型举国体制解决“卡脖子”问题》

  • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: 冯瑞华
  • 发布时间:2021-03-08
  • 我国成功实施的探月工程嫦娥五号月球采样返回任务,在全国政协委员、中国航天科工二院25所毫米波遥感技术重点实验室主任董胜波看来,是多个创新主体协同创新的成功代表,是坚持系统观念、攻坚克难取得突破的集体成就。

      “任务本身具有多学科交叉融合和多技术领域集成创新的特点,也同时带动和促进了基础科学和高科技产业的发展。”董胜波说。

      作为航天领域科技工作者,创新是董胜波持续关注的方向。今年两会,他聚焦协同创新,围绕依靠新型举国体制强化国家战略科技力量确定了提案方向,对协同攻克“卡脖子”技术问题提出了意见建议。

      董胜波表示,在以经济效益为导向的市场大环境下,相比资源储备不多、不确定性大、周期长的基础研究,企业更乐于选择周期短、见效快的应用研究。同时,企业间较少在技术创新上沟通交流,各自为战的局面导致成果应用转化缓慢,在发展规划与研究力量布局上未能形成高效合力。

      “目前我国科技创新大多数仍基于应用环节,很多侧重基础研究突破的上游产品研发、核心零部件、关键原材料还依赖进口,在当前复杂多变、不确定性增大的国际环境下,‘卡脖子’技术问题对国家发展和安全的制约不断凸显。”董胜波说。

      对此他建议,应从国家层面在制度优化、政策导向、改善产业生态、做强创新主体等方面重点加强,发挥集中力量办大事的新型举国体制。加强战略研判,瞄准以核心工业软件、高端芯片、高性能材料等为代表的“卡脖子”问题,坚定不移走自主可控道路,围绕产业链布局创新,增加关键核心技术投入特别是基础研究投入,统筹产业链上下游领域创新主体联合承担国家重大专项研究力量,形成创新合力。

      同时董胜波表示,高校和科研机构、企业是创新组织体系中的主体,应健全产学研用协同一体化创新机制,构建协同攻关、深度融合的运行管理模式,以产业需求引领前沿技术和关键共性技术的成果转化和产业化应用,着力统筹基础研究、前沿技术和工程技术研发。

  • 原文来源:http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2021-03/07/content_463721.htm?div=-1
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    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:姜山
    • 发布时间:2018-08-09
    • 作为信息化时代的核心基石,集成电路的重要性逐渐为人们所认知。但是发展集成电路是一项系统性工程,它涉及设计、制造、封测、材料、设备等全产业链的整体提升。而光刻机就是集成电路这个基础性产业中最具关键性的基础装备之一。要想解决我国集成电路产业发展中的“掐脖子”问题,推动光刻机的国产化势在必行。 先进集成电路制造均围绕光刻工艺展开 集成电路行业中有“一代器件、一代工艺、一代设备与材料”之说,其意指在整个行业进入纳米时代以后,微纳制造技术更多地依靠引入新材料和提升微观加工设备的加工能力来实现技术突破,制造工艺与设备材料更加深度地契合在一起,许多制造工艺往往需要围绕关键设备材料展开。光刻机就是集成电路制造中精密程度最复杂、难度最高、价格最昂贵的设备。 有光刻机专家告诉记者:“在先进的集成电路制造工艺流程当中,一款芯片往往需要经过几十道光刻工艺,每次都需要使用光刻机把电路的设计图形做到硅片上去。所以,人们经常说的某某纳米的工艺节点,往往就是由光刻机及其相关工艺所决定的,或者说它是最核心的一个因素。光刻机的分辨率可以做到多少,集成电路的工艺节点就做到多少。” 正因为光刻机如此重要,制造企业每年在进行资本投入时,大约会有30%—40%投入到光刻机之上。光刻机也经历了一个漫长的演进过程:1960年代的接触式光刻机、接近式光刻机,1970年代的投影式光刻机,1980年代的步进式光刻机、步进式扫描光刻机,再到浸没式光刻机,以及当前刚刚出现在市场上的极紫外(EUV)光刻机,设备性能不断提高。 目前集成电路生产线上主流光刻机产品:用于集成电路关键层光刻工艺,28nm以上节点采用的是193nm波长干式光刻机,28nm—10nm节点采用193nm波长浸没式光刻机,至于支撑10nm集成电路制造,业界已经开始尝试采用极紫外光刻机,下一代产品高数值孔径EUV光刻机目前正在研发当中,预计未来2—3年有可能被开发出来,其可以支持5nm、3nm及以下的工艺制造。非关键层使用的是248nm波长DUV光刻机和I-Line光刻机(365nm波长)。 半导体专家莫大康告诉记者,10nm节点及以下工艺制造目前较为普遍地采用“193nm波长浸没式光刻机+多重曝光(Multiple Patterning,MP)技术”,能实现10nm和7nm工艺生产。然而采用多重曝光会带来两大问题,一是光刻加掩膜的成本上升,而且影响良率,多一次工艺步骤就是多一次降低良率;二是工艺的循环周期延长,多重曝光不但增加曝光次数,而且增加刻蚀和CMP工艺次数。采用EUV光刻机则不需要多重曝光,一次就能曝出想要的精细图形,在产品生产周期、OPC的复杂程度、工艺控制、良率等方面的优势明显。目前市场上已有多款EUV机型开始出货。三星、台积电均已表示将会在7nm工艺中采用EUV光刻机。 国际光刻机高度垄断 我国布局艰难 虽然光刻机在集成电路生产中如此重要,但是光刻机产业处于高度垄断状态,全球只有3—4家厂商可以生产制造,它们分别是荷兰的阿斯麦(ASML)、日本的尼康(Nikon)、佳能(Canon)和中国的上海微电子(SMEE)。其中ASML处于优势地位,一家独占7成以上市场,比如193nm浸没式光刻机,ASML占据90%以上市场份额;248nm DUV光刻机,ASML占比超过50%;EUV光刻机更是只有ASML一家独占;I-Line光刻机市场则基本是ASML、佳能、尼康三家均分。 资料显示,中国光刻机的研制起步并不晚。从1970年代开始就先后有清华大学精密仪器系、中科学院光电技术研究所、中电科45所投入研制。当1978年世界第一台量产型g线分步投影光刻机在美国问世后,45所就投入了分步投影光刻机的研制工作,1985年研制出我国同类型第一台g线1.5μm分步投影光刻机,在1994年推出分辨率达0.8μm的分步投影光刻机,2000年推出分辨率达0.5μm实用分步投影光刻机。2002年,国家在上海组建上海微电子装备有限公司(SMEE),承担“十五”光刻机攻关项目,中电科45所将从事分步投影光刻机研发任务的团队整体迁至上海,参与其中。目前,上海微电子是国内技术最领先的光刻机研制生产单位。 从研制进展来看,目前我国“90nm光刻机样机研制”任务通过了02专项实施管理办公室组织的专家组现场测试。28nm工艺节点的193nm波长浸没式光刻机正在研发当中。尽管这些年取得了部分成绩,然而我国在光刻机技术上仍然远远落后于国际水平。 需解决“缺人缺钱缺积累”的困境 超高精密度的要求,是造成光刻机技术难以在短时间内取得突破的主要原因之一。在行业内有这样一个形象的比喻:用光刻机在硅片上刻电路,犹如两架波音747客机在以每小时1000公里的速度飞行的同时,在一颗小米粒上刻字!这正是高端光刻机工作台、掩模台高速同步运动时所达到的纳米级同步精度。要制造出如此高精度的芯片,对光刻机本身的各项精度要求就更高了。 除了技术上的挑战,专家告诉记者,研制光刻机的难点还有很多。总结起来可以用“缺人缺钱缺积累”来形容。首先,光刻机研制的投资强度很高。当初英特尔、台积电、三星为了推进ASML加快研制EUV光刻机,以38亿欧元的代价取得其23%的股权,并另外出资13.8亿欧元支持ASML未来五年的EUV技术研发。历年来,我国虽然重视光刻机的研制,可02专项对光刻机的投入力度,与国际厂商相比,就少得太多了。其次,国内支撑光刻机开发的配套基础工业体系存在大量空白,这也限制了光刻机的开发。最后,投身光刻机研制的人才基数很小,培养难度大,培养周期长,同时光刻机出成果的周期长,人员待遇差,也造成了高水平人才流失严重,进一步加剧了国产光刻机的落后状态。 此外,莫大康表示,光刻机的开发还只是成功的一小部分,要想形成相应的光刻工艺,还要掩模厂开发出与之相配套的掩模、材料厂的光刻胶材料、制造厂结合设备材料进行工艺的开发等。这充分显示了光刻机及相关工艺的精密性与系统性,也进一步加大了工作的挑战性。 虽然我国的光刻机发展面临问题很多,但是随着国内移动电子、通信、汽车电子、物联网等终端应用市场的高速发展,也为国产设备业提供了难得的发展机遇。在谈到如何突破产业链短板的时候,专家指出:“我国在推进光刻机研制过程中,应当坚持高端积极研发,中低端尽快实现产品化的路径。只有这样才能支撑起整个研发团队、人才积累、工程经验积累,形成良性循环。此外,还应当引起国家对光刻机的重视,继续加大对光刻机的投入,改善研发条件,吸引人才,在投入的同时应当注意投入的持续性,避免出现脉冲式投入的弊端。 中国电科首席专家柳滨也指出:“与下游芯片制造商建立长期合作关系十分重要,这已经成为我国半导体设备产业发展长期存在且还未最终解决的关键环节。”作为半导体产业链的上游环节,半导体设备产业的发展,离不开国家的支持。由于设备业自身的产业现状,设备制造单位不可能与世界上已经成熟的设备供应商具备相同的实力。所以设备业的发展需要巨大研发经费投入、专业技术队伍建设以及与下游芯片制造商建立起长期的合作关系。
  • 《李克强:“卡脖子”问题根子在基础研究薄弱》

    • 来源专题:科技大数据监测服务平台
    • 编译者:zhoujie
    • 发布时间:2019-09-06
    • “基础研究决定一个国家科技创新的深度和广度,‘卡脖子’问题根子在基础研究薄弱。”李克强总理在9月2日主持召开的国家相关人才计划工作座谈会上指出。 会前,在通往国务院第一会议室的走廊上,李克强和国务院其他几位领导参观了国家相关人才计划25周年巡礼展。 会上,8位基金资助获得者代表分别就提高基础研究地位、更大力度支持青年科学家、解决“卡脖子”关键技术、建立宽容创新失败的救助机制等提出建议。李克强与科学家们深入交流,一一回应大家关切。 基础研究没有捷径可走 “刚才几位代表都在发言中都提到‘卡脖子’问题。‘卡脖子’问题根子在基础研究薄弱,不是就事论事就能够解决的。”李克强说,“基础研究站得稳不稳,站得牢不牢,直接关系我国科技创新发展的未来。” 总理强调:“基础研究没有捷径可走。要有十年磨一剑的专注精神,潜下心来把冷板凳坐热。数学则是基础研究的基础,是其他科学研究的主要工具。” 总理回忆道:“大家回想一下,当年恢复高考不久,一篇报告文学《哥德巴赫猜想》激励了整整一代人。那时人人求知若渴,只想把‘失去的十年夺回来’。全社会也认识到,我们落后了,首先是数学等基础研究落后了,要奋力追赶回来。” 李克强表示,我们的基础研究领域科研人员今天要立大志,面向未来,瞄准我国创新发展的关键制约,把基础研究和应用基础研究做扎实。各级政府要加大对基础研究长期稳定支持力度,引导企业增加基础研究投入。“相关人才计划”基金在提高我国基础研究水平和源头创新能力上要发挥更大作用。 大幅提高“相关人才计划”基金间接费特别是“人头费”比例 一位数学家会上直言,数学不像其他学科那样需要大量购买设备,而是全凭头脑思考,重在学术交流,有时仅仅需要坐在一起喝喝咖啡、探讨探讨,就可能出思路。但这种情况就没法报销,算不进去“人头费”。 “数学等一些基础研究关键靠个体大脑。在这些方面,一些发达国家的经验值得我们借鉴,他们的‘人头费’占比很高。”李克强说,“而我们在这方面管得比较死。” 总理要求,要持续深化科技领域“放管服”改革,进一步破除对科研人员的束缚,加快完善科研项目管理评价、收益分配等制度,年内推动项目经费使用“包干制”改革试点落地。 他说:“‘相关人才计划’基金要打造改革‘试验田’,发挥示范作用,向青年科学家倾斜,让更多更年轻的科学家受益,大幅提高‘相关人才计划’基金间接费特别是‘人头费’比例,探索建立青年科研人员自主合理使用经费承诺制,相关部门在管理上要开辟绿色通道。” 李克强强调,国家相关人才计划资助的青年科学家要起到带头表率作用,发挥自身榜样力量,引导更多青年崇尚科学、热爱科学,心无旁骛从事科学。 创新成果往往不是“计划”出来的 “创新成果往往不是‘计划’出来的。比如牛顿坐在苹果树下发现万有引力定律,就属于灵光一现的突发奇想。但这种突发奇想不是拍脑袋想出来的,而是厚积薄发的结果。”李克强说,“科学研究有其自身规律,我们必须尊重科学规律,尊重科学家,别总是想着用行政手段去‘规划’他们,而是要更多为他们营造心无旁骛、自由探索的良好氛围。” 李克强指出,要大力弘扬科学家精神,尊重科研规律,遵守科学伦理,既鼓励奇思妙想,又力戒浮躁,坚持严谨求实。探索把“相关人才计划”基金当作国家“风投基金”来使用,既促进创新,又宽容失败,激励更多科技人员特别是青年人才勇闯科研“无人区”,催生更多科技“奇果异香”,为建设创新型国家作出更大贡献。