《了不起的芯片》读书有感之五

zhangjsh

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中国半导体行业的曙光

 

      1956年是我国半导体行业发展进程中一个具有里程碑意义的起点。这一年，国家提出了“向科学进军”的口号，并发布《1956-1967年科学技术发展远景规划)，正式将半导体列为重要攻关方向之一。其中，有两件事比较值得关注。一是召集一批留学回国的半导体专家在北京大学、复旦大学等重点高校开设半导体专业，培养了很多在业界赫赫有名的毕业生，包括中国科学院院士、北京大学微电子学研究院院长王阳元，中国工程院院士、微电子技术专家许居衍，前电子工业部总工程师、信息产业部电子科技委副主任俞忠钰等。二是由黄昆、谢希德合著的国内第一部半导体领域著作《半导体物理学》诞生，自此，中国的半导体学科已雏形初现。

1960年9月6日，中科院在北京成立半导体研究所，同时期取得了一系列不错的成就，包括成功地拉制出硅单晶、砷化镓单晶，以及研制出平面型晶体管等，尽管被时我国在半导体领域取得了不错的进展，但国际形势严峻，当时的半导体技术主要服务于“两弹一星”计划，还未形成真正的产业，发展较为缓慢。改革开放之初，当我们再次想在半导体领域发力时，日韩半导体的发展己进入快车道，我们与国际先进水平的差距被逐渐拉大。随即国家发起了半导体领域著名的“三大战役”——531战略、908工程和909工程。

 “531战略”开始于1986年由电子工业部在厦门举行的集成电路研讨会上，具体是指“普及5微米技术，研发3微米技术，攻关1微米技术"。

      1990年8月，国务院决定在“八五”计划期间(1990―1995年)推动半导体产业升级，“908工程”规划出炉，目标是使半导体工艺制造技术达到1微米以下。但“908工程”的进展并不尽如人意，其中，经费审批花费了2年的时间，从美国AT&T引进9微米工艺制程花费了3年时间，建厂又花了2年多的时间，前后共计7年多的时间。在那个半导体工艺遵循摩尔定律飞速前进的年代，我们就是在与时间赛跑，输掉比赛的结果就是晶圆产线“投产即落后”，难以实现盈利。尽管“908工程”并没有取得预期的成果，但国家深知半导体产业的重要性。

       在随后的1995年，“909工程”作为继任者走向舞台。1997年，由上海华虹与日本NEC共同投资12亿美元的上海华虹NEC电子有限公司成立， 承担超大规模芯片产线的建设任务。但因为缺乏经验，“909工程”最终也没能挽救国内的半导体颓势，但好在它为进入21世纪的半导体行业培养了一批人才。

      进入21世纪后，中芯国际、展讯通信、龙芯、华为海思等半导体公司相继成立，与此同时，邓中翰、张汝京等大批拥有海外留学及工作经验的半导体人才回国，再加上国内微电子等相关专业的毕业生逐渐增加，国内的半导体产业化之路也由此开启。

在历经近20年的平稳发展后，从2018年开始，美国接连对中兴和华为发起制裁，随后又把多家中国企业列入实体清单，国内半导体行业受到了一定的冲击，并因此又受到了空前的重视。2020年7月，集成电路被提为一级学科。2021年，清华大学、北京大学等高校先后成立集成电路学院，瞄准集成电路“卡脖子”难题，聚焦集成电路学科前沿，力争在关键核心技术实现突破，为国家培养相关人才，支撑我国集成电路事业的自主创新发展。

< class="p" style="">国内半导体学科的建设日趋完善，实现核心科技的独立自主将是未来十年的发展指引。“种一棵树最好的时间是十年前，其次是现在”，幸运的是，现在并不是国内半导体行业的至暗时刻，而是我们即将迎来新的曙光。

 

        以上摘抄于《了不起的芯片》第六章

     纵观我国半导体事业发展和世界同行业相比还存在者一定的差距，如何克服困难冲破以美国为首的西方阵营对我国实行的高技术封锁，走自己的路。日前广播媒体播出了：中科院半导体团队对外宣布“超高集成度的光学卷积处理器”研发团队历经7年时间从概念到研制再到突破终于掌握了此项技术。

 

     2023年5月31日，中国科学院发布消息称，中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室微波光电子课题组李明研究员-祝宁华院士团队研制出一款超高集成度光学卷积处理器。相关研究成果以Compact optical convolution processing unit based on multimode interference为题，发表在《自然-通讯》上。

 

     光计算是一种利用光波作为载体进行信息处理的技术，具有大带宽、低延时、低功耗等优点，提供了一种“传输即计算，结构即功能”的计算架构，有望避免冯·诺依曼计算范式中存在的数据潮汐传输问题。

 

     李明-祝宁华团队提出的光学卷积处理单元通过两个4×4多模干涉耦合器和四个移相器构造了三个2×2相关的实值卷积核。该团队创新性地将波分复用技术结合光的多模干涉，以波长表征Kernel元素，输入到输出的映射实现了卷积中的乘法运算过程，波分复用和光电转换实现了卷积中的加法运算，通过调节四个热调移相器实现了相关卷积核重构。

 

火辣西米秀

光计算是个神奇的东西，很期待