駱軍委 李樹(shù)深
中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所 半導(dǎo)體超晶格國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100083
在“逆全球化”下產(chǎn)業(yè)鏈“脫鉤”愈演愈烈的背景下,當(dāng)前我國(guó)的科技基礎(chǔ)能力難以支撐實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)的國(guó)家戰(zhàn)略需求。為此,在黨的二十大報(bào)告中提出了加強(qiáng)科技基礎(chǔ)能力建設(shè)。中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)、黨組書(shū)記侯建國(guó)在《人民日?qǐng)?bào)》撰文指出,科技基礎(chǔ)既包括各類科技創(chuàng)新組織、科研設(shè)施平臺(tái)、科學(xué)數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)期刊等“硬條件”,也包括科技政策與制度法規(guī)、創(chuàng)新文化等“軟環(huán)境”。中國(guó)科學(xué)院在 2022年制定了“基礎(chǔ)研究十條”,明確中國(guó)科學(xué)院基礎(chǔ)研究的戰(zhàn)略定位、重點(diǎn)布局和發(fā)展目標(biāo),從選題機(jī)制、組織模式、條件支撐、人才隊(duì)伍、評(píng)價(jià)制度、國(guó)際合作等方面提出了一系列有針對(duì)性、可操作的政策措施,強(qiáng)調(diào)了學(xué)風(fēng)、作風(fēng)和學(xué)術(shù)生態(tài)建設(shè)。
中美科技戰(zhàn)暴露了我國(guó)半導(dǎo)體關(guān)鍵核心技術(shù)被“卡脖子”的難題。2018年美國(guó)制裁中興事件以來(lái),全民都在討論半導(dǎo)體“卡脖子”問(wèn)題,從黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人到普通百姓一致認(rèn)為必須大力發(fā)展半導(dǎo)體科技。特別是,習(xí)近平總書(shū)記在 2020年科學(xué)家座談會(huì)上指出:“我國(guó)面臨的很多‘卡脖子’技術(shù)問(wèn)題,根子是基礎(chǔ)理論研究跟不上,源頭和底層的東西沒(méi)有搞清楚?!彪m然半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究在過(guò)去幾年受到了很大重視,但是包括學(xué)科設(shè)置、協(xié)同創(chuàng)新、基礎(chǔ)設(shè)施、研發(fā)投入、評(píng)價(jià)機(jī)制、研究生名額等半導(dǎo)體基礎(chǔ)能力并沒(méi)有得到根本性改善,難以支撐半導(dǎo)體科技高水平自立自強(qiáng)。
半導(dǎo)體是當(dāng)前中美科技戰(zhàn)的“主戰(zhàn)場(chǎng)”。半導(dǎo)體產(chǎn)品涵蓋了上千款芯片和近 10 萬(wàn)種分立器件,全球年產(chǎn)值在 6 000 億美元左右,并且支撐了下游年產(chǎn)值幾萬(wàn)億美元的各類電子產(chǎn)品和系統(tǒng),以及年產(chǎn)值幾十萬(wàn)億美元的軟件、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等數(shù)字經(jīng)濟(jì)。據(jù)統(tǒng)計(jì),1 美元半導(dǎo)體產(chǎn)品拉動(dòng)了全球 100 美元的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)。半導(dǎo)體技術(shù)被認(rèn)為是國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的“卡脖子”關(guān)鍵核心技術(shù)。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)且范圍廣:上游包括 EDA(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)軟件/IP(知識(shí)產(chǎn)權(quán))模塊、半導(dǎo)體設(shè)備和材料;中游是芯片設(shè)計(jì)、制造、封裝和測(cè)試;下游是各類電子產(chǎn)品,涉及大量材料、化學(xué)試劑、特種氣體、設(shè)備和配件、軟件和 IP 模塊。中國(guó)科學(xué)院院士王陽(yáng)元指出,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上游的任何一種材料、一種設(shè)備甚至一個(gè)配件都可能成為制約競(jìng)爭(zhēng)者的手段。例如,2019年日本限制向韓國(guó)出口“氟聚酰亞胺”“光刻膠”和“高純度氟化氫”3 種半導(dǎo)體工藝材料,卡住了韓國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的“脖子”;最終,在美國(guó)的協(xié)調(diào)下該問(wèn)題才得以解決。即使半導(dǎo)體的發(fā)源地美國(guó)也不可能獨(dú)立解決整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈。為此,美國(guó)急于拉攏日本、韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)組建半導(dǎo)體四方聯(lián)盟(Chip4),提升其半導(dǎo)體供應(yīng)鏈安全,同時(shí)遏制我國(guó)發(fā)展高端芯片產(chǎn)業(yè),企圖將我國(guó)排擠出全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈,以實(shí)現(xiàn)美國(guó)的半導(dǎo)體霸權(quán)。
2022年 8月11日美國(guó)宣布對(duì)我國(guó)禁運(yùn)下一代 GAA(全環(huán)柵)晶體管的 EDA 軟件,意圖阻止我國(guó)參與包括芯片設(shè)計(jì)在內(nèi)的下一代半導(dǎo)體技術(shù)全產(chǎn)業(yè)鏈的競(jìng)爭(zhēng),把我國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)“鎖死”在當(dāng)前的 FinFET(鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管)技術(shù)。全球半導(dǎo)體物理和微電子領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究成果都被整合在 EDA 工具的工藝設(shè)計(jì)套件(PDK)中。目前,我國(guó)各芯片企業(yè)可以通過(guò)購(gòu)買三大 EDA 公司的 PDK 包共享全球半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究的成果,這導(dǎo)致我國(guó)決策者、政府人員甚至產(chǎn)業(yè)界都認(rèn)為,沒(méi)有半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究也可以發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。如今,美國(guó)已經(jīng)擰熄了“燈塔”,我們進(jìn)入“黑暗森林”。
半導(dǎo)體物理是一切半導(dǎo)體技術(shù)的源頭。第一次量子革命揭示了量子力學(xué)的基本原理,誕生了激光器和晶體管等器件,產(chǎn)生了包括集成電路、光電子器件、傳感器、分立器件在內(nèi)的半導(dǎo)體信息技術(shù),半導(dǎo)體領(lǐng)域的 11 項(xiàng)成果獲得了 9 個(gè)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。當(dāng)前,2 納米半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)即將實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管已接近物理極限,“摩爾定律”即將失效。進(jìn)入“后摩爾時(shí)代”的半導(dǎo)體技術(shù)已經(jīng)從原先單純追求器件尺寸微縮提升集成密度,擴(kuò)展到同時(shí)追求功能性集成;技術(shù)路線按照“延續(xù)摩爾”(More Moore)、“擴(kuò)展摩爾”(More Than Moore)和“超越摩爾”(Beyond Moore)3 個(gè)不同維度繼續(xù)演進(jìn),急需發(fā)展突破 CMOS 器件性能瓶頸的新材料、新結(jié)構(gòu)、新理論、新器件和新電路,面臨眾多“沒(méi)有已知解決方案”的基本物理問(wèn)題挑戰(zhàn)。
目前,我國(guó)的半導(dǎo)體制造落后國(guó)際先進(jìn)水平兩代以上。在中美科技戰(zhàn)和產(chǎn)業(yè)鏈“脫鉤”的背景下,我國(guó)即使設(shè)計(jì)或制造出先進(jìn)芯片也難以打入國(guó)際供應(yīng)鏈。通過(guò)大量投資進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化替代,只能實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)或拉近與美國(guó)的差距,仍然無(wú)法改變“我中有你、你中無(wú)我”的“卡脖子”困境。習(xí)近平總書(shū)記已經(jīng)多次指出加強(qiáng)基礎(chǔ)研究解決“卡脖子”難題的戰(zhàn)略方針。當(dāng)前,絕大部分高端芯片都使用了相同的 FinFET 晶體管制造技術(shù);FinFET 晶體管至今共有上萬(wàn)件專利,包括發(fā)明 FinFET 晶體管在內(nèi)的部分核心專利來(lái)自半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)研究成果,而且這些成果不依賴 EUV(極紫外輻射)光刻機(jī)等最先進(jìn)的半導(dǎo)體制造設(shè)備。通過(guò)大力加強(qiáng)半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究,圍繞下一代晶體管的材料、器件、工藝等在歐洲和美國(guó)布局大量專利,就可以在芯片制造這個(gè)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的“咽喉”部位設(shè)置“關(guān)卡”,形成反制手段,有望解決半導(dǎo)體關(guān)鍵核心技術(shù)“卡脖子”難題。
在“美國(guó)的未來(lái)取決于半導(dǎo)體”的口號(hào)下,美國(guó)在 2022年通過(guò)了投資 2 800 億美元的《芯片與科學(xué)法案》,其中僅有 390 億美元用于補(bǔ)貼芯片制造,其余則主要用于研究與創(chuàng)新,包括:110 億美元用于建立美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體技術(shù)中心,美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(810 億美元)、商務(wù)部(110 億美元)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院(100 億)、能源部(679 億美元)等機(jī)構(gòu)未來(lái) 5年共新增 1 699 億美元經(jīng)費(fèi)?!缎酒c科學(xué)法案》計(jì)劃向美國(guó)小學(xué)、初中、高中、本科和研究生普及微電子學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí),立項(xiàng)給予美國(guó)下一代以工作為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)項(xiàng)目。
十年樹(shù)木,百年樹(shù)人,半導(dǎo)體從娃娃抓起。20世紀(jì)60—90年代是半導(dǎo)體大發(fā)展的時(shí)期,世界各知名大學(xué)都擁有規(guī)模龐大的半導(dǎo)體領(lǐng)域教授隊(duì)伍;進(jìn)入 21世紀(jì)這批教授逐漸退休,而新聘教授主要從事新興方向,半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究逐漸衰落,相關(guān)研究轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體企業(yè)研究機(jī)構(gòu)。2 800 億美元的《芯片與科學(xué)法案》將極大改變這一現(xiàn)狀,美國(guó)高校勢(shì)必將重新招聘大量半導(dǎo)體領(lǐng)域的教授,吸引更大量的研究生和博士后前往美國(guó)從事半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究,將為“后摩爾時(shí)代”半導(dǎo)體技術(shù)的源頭創(chuàng)新注入強(qiáng)大活力。
報(bào)告顯示美國(guó)能源部從《芯片與科學(xué)法案》獲得的 679 億美元將主要用于“后摩爾時(shí)代”半導(dǎo)體技術(shù)攻關(guān)。早在 2016年,美國(guó)能源部 8 個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室就在桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室舉行了“后摩爾時(shí)代”半導(dǎo)體技術(shù)的研討會(huì),評(píng)估美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室大科學(xué)設(shè)施對(duì)微電子研究的支撐能力,提出從材料、器件一直到系統(tǒng)架構(gòu)和軟件的“后摩爾時(shí)代”新計(jì)算范式的顛覆性創(chuàng)新。勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室更是在 2018年進(jìn)行重組,“超越摩爾”是 4 個(gè)研究方向中的一個(gè),提出了從半導(dǎo)體材料物理、結(jié)點(diǎn)物理、器件物理、電路到系統(tǒng)的深度協(xié)同設(shè)計(jì)創(chuàng)新框架。
美國(guó)通過(guò)《芯片與科學(xué)法案》投資 110 億美元成立國(guó)家半導(dǎo)體技術(shù)中心,跨部門、跨行業(yè)整合美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)力量,推動(dòng)半導(dǎo)體創(chuàng)新鏈中材料、結(jié)構(gòu)、器件、電路、架構(gòu)、算法、軟件、應(yīng)用、木馬安全、測(cè)試和封裝等所有環(huán)節(jié)的集體全棧創(chuàng)新,幫助美國(guó)大學(xué)和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室更多的突破性半導(dǎo)體技術(shù)跨越“死亡谷”,實(shí)現(xiàn)美國(guó)創(chuàng)新轉(zhuǎn)化為美國(guó)增長(zhǎng)。
1978年召開(kāi)的全國(guó)科學(xué)大會(huì)號(hào)召向科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化進(jìn)軍,我國(guó)科技工作經(jīng)過(guò)“文化大革命”十年內(nèi)亂后終于迎來(lái)了“科學(xué)的春天”。然而,當(dāng)時(shí)我國(guó)與西方發(fā)達(dá)國(guó)家在技術(shù)設(shè)備上已經(jīng)形成代差,我國(guó)企業(yè)無(wú)法為基礎(chǔ)研究“出題”;基礎(chǔ)研究在追趕世界科技前沿的過(guò)程中只能脫離國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)際需求。加入世界貿(mào)易組織(WTO)后,“科學(xué)無(wú)國(guó)界”和“全球化”理念深入人心;從“211 工程”“985 工程”到如今的“雙一流”建設(shè)不斷強(qiáng)化論文為綱、以刊評(píng)文的評(píng)價(jià)機(jī)制,忽視了學(xué)科方向和研究領(lǐng)域的差異,科研資源向易發(fā)表高端論文的新興熱點(diǎn)方向加速集聚,越是靠近產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)研究越?jīng)]人做。
我國(guó)第一次向半導(dǎo)體進(jìn)軍始于 1956年,我國(guó)固體物理學(xué)和半導(dǎo)體物理學(xué)奠基人黃昆建議和組織實(shí)施了“五校聯(lián)合半導(dǎo)體物理專門化”,北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、東北人民大學(xué)(現(xiàn)“吉林大學(xué)”)、廈門大學(xué)和南京大學(xué) 5 所大學(xué)的物理系大四學(xué)生和相關(guān)老師集中在北京大學(xué)進(jìn)修培訓(xùn);兩年間共培養(yǎng)了 300 多名我國(guó)第一代半導(dǎo)體專門人才。然而,由于教育部在 1997年取消半導(dǎo)體物理與器件專業(yè)后至今沒(méi)有恢復(fù),67年后的今天,我國(guó)半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究人才凋零,從事半導(dǎo)體理論研究的人員屈指可數(shù)。沒(méi)有龐大的半導(dǎo)體物理研究隊(duì)伍,就難以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體技術(shù)源頭和底層的自主創(chuàng)新,在美國(guó)的封鎖下我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將成空中樓閣。
美國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)在半導(dǎo)體領(lǐng)域投入巨額研發(fā)資金,超過(guò)全球其他國(guó)家總和的 2 倍。早在 1978年,美國(guó)聯(lián)邦政府投入半導(dǎo)體的研發(fā)經(jīng)費(fèi)就達(dá)到 10 億美元,企業(yè)投入為 4 億美元。2018年,美國(guó)聯(lián)邦政府投入增加到每年 60 億美元,而半導(dǎo)體企業(yè)投入則高達(dá) 400 億美元,這接近我國(guó)中央財(cái)政 3 738 億元人民幣的科技研發(fā)總支出。以我國(guó)的國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì) 2019年的資助為例,資助半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究的半導(dǎo)體科學(xué)與信息器件(3.84 億元人民幣)、光學(xué)和光電子學(xué)(5.51 億元人民幣)2 個(gè)處的經(jīng)費(fèi)僅占 330 億元人民幣總經(jīng)費(fèi)的 2.8%;包括科學(xué)技術(shù)部的 01、02、03 重大專項(xiàng)和半導(dǎo)體領(lǐng)域的重點(diǎn)專項(xiàng),我國(guó)的半導(dǎo)體研發(fā)投入長(zhǎng)期不足美國(guó)的 5%。
美國(guó)除擁有數(shù)量眾多的世界一流大學(xué)外,還有數(shù)量不少的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室作為其基礎(chǔ)研究的“壓艙石”;此外,美國(guó)各大半導(dǎo)體巨頭擁有龐大的基礎(chǔ)研究部門,如貝爾實(shí)驗(yàn)室和 IBM 實(shí)驗(yàn)室等。而我國(guó)半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的研究基地?cái)?shù)量稀少,半導(dǎo)體超晶格國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是唯一以半導(dǎo)體基礎(chǔ)物理為研究領(lǐng)域的國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;在已經(jīng)成立的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室中,從事半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究的人員也非常少;至今沒(méi)有建設(shè)服務(wù)半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究的大科學(xué)裝置;我國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)還停留在國(guó)產(chǎn)化替代階段,沒(méi)有能力兼顧基礎(chǔ)研究。
十八大以來(lái),黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人非常重視基礎(chǔ)研究,國(guó)家出臺(tái)了加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和破“四唯”的一系列文件。在半導(dǎo)體領(lǐng)域,2014年國(guó)家啟動(dòng)示范性微電子學(xué)院建設(shè),至今共 28 所高校設(shè)立了微電子學(xué)院;2020年設(shè)立集成電路科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科。但是,由于產(chǎn)業(yè)與科研的脫節(jié),以論文為綱的慣性在短期內(nèi)難以扭轉(zhuǎn)。2022年公布的第二輪“雙一流”建設(shè)名單中,全國(guó)有 30 所以上高校的材料專業(yè)入選“雙一流”建設(shè),化學(xué) 22 所,物理學(xué) 8 所,集成電路科學(xué) 1 所;與此同時(shí),半導(dǎo)體卻連學(xué)科也沒(méi)有。硅和砷化鎵等傳統(tǒng)半導(dǎo)體的基礎(chǔ)研究不但投入大、門檻高、周期長(zhǎng)而且難以發(fā)表高端論文;在忽視學(xué)科方向和研究領(lǐng)域差異的評(píng)價(jià)機(jī)制作用下,傳統(tǒng)半導(dǎo)體難以入選各類人才項(xiàng)目且投入產(chǎn)出比低,無(wú)法成為各高校的重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象,這導(dǎo)致各示范性微電子學(xué)院集中在新興熱點(diǎn)材料方向開(kāi)展“換道超車”研究。
日本在 1976年通過(guò)“超大規(guī)模集成電路聯(lián)盟”(VLSI)組織集成電路攻關(guān),幫助日本在 1986年半導(dǎo)體市場(chǎng)份額超過(guò)美國(guó)。美國(guó)在 1987年成立的“半導(dǎo)體制造技術(shù)科研聯(lián)合體”(SEMATECH),幫助美國(guó)重新奪回半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位。如今,比利時(shí)微電子研究中心(IMEC)成為世界級(jí)的半導(dǎo)體創(chuàng)新機(jī)構(gòu),與美國(guó)的 Intel 公司和 IBM 公司并稱為全球微電子領(lǐng)域“3I”。美國(guó)大學(xué)的大量教授正在承擔(dān) Intel、三星和臺(tái)積電等公司委托的基礎(chǔ)研究課題,甚至包括半導(dǎo)體理論的研究課題。而我國(guó)至今沒(méi)有成立類似的機(jī)構(gòu)來(lái)組織半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究的協(xié)同創(chuàng)新;國(guó)內(nèi)的半導(dǎo)體企業(yè)落后國(guó)際先進(jìn)水平兩代以上,主要在別人提供的 PDK 基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝優(yōu)化以提高良品率,無(wú)暇圍繞下一代晶體管開(kāi)展前沿基礎(chǔ)研究,難以為大學(xué)和科研院所等國(guó)家戰(zhàn)略科技力量的半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究“出題”;而大學(xué)和科研院所的研究人員只能從文獻(xiàn)和會(huì)議中了解半導(dǎo)體前沿技術(shù)的科學(xué)問(wèn)題,難以找到真問(wèn)題和真解決問(wèn)題。
(1)建立健全跨部門協(xié)調(diào)機(jī)制。建議將國(guó)家集成電路領(lǐng)導(dǎo)小組改名為國(guó)家半導(dǎo)體領(lǐng)導(dǎo)小組,涵蓋半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究??绮块T協(xié)調(diào)人、財(cái)、物、政策等科技資源,強(qiáng)化攻關(guān)決策和統(tǒng)籌協(xié)調(diào),負(fù)責(zé)制定國(guó)家半導(dǎo)體發(fā)展戰(zhàn)略;同時(shí),賦予其相應(yīng)的資源動(dòng)員權(quán)利,統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各方研究力量,從科技投入、機(jī)構(gòu)建設(shè)、學(xué)科設(shè)置、人才培養(yǎng)、激勵(lì)機(jī)制、產(chǎn)學(xué)研協(xié)同、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、地方配套等全方位協(xié)同推進(jìn),確保在半導(dǎo)體技術(shù)和創(chuàng)新領(lǐng)域形成強(qiáng)大合力。半導(dǎo)體領(lǐng)導(dǎo)小組下設(shè)辦公室,負(fù)責(zé)聘用產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的科學(xué)家脫產(chǎn)擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理人、遴選關(guān)鍵核心技術(shù)和領(lǐng)軍人才、攻關(guān)計(jì)劃監(jiān)督與落實(shí)、攻關(guān)目標(biāo)考核、制定支持政策等事項(xiàng)。建議以半導(dǎo)體產(chǎn)值的 10% 為標(biāo)準(zhǔn)匹配半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)。建議中國(guó)科學(xué)院或中國(guó)工程院設(shè)立半導(dǎo)體學(xué)部,工業(yè)和信息化部、科學(xué)技術(shù)部、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)專設(shè)半導(dǎo)體部門,以“千金買骨”的手段吸引最優(yōu)秀人才,壯大半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究隊(duì)伍。
(2)恢復(fù)半導(dǎo)體物理專業(yè)。由于歷史原因和科技體制問(wèn)題,我國(guó)從事半導(dǎo)體物理的研究人員已經(jīng)屈指可數(shù),必須盡快恢復(fù)半導(dǎo)體物理專業(yè);同時(shí),學(xué)習(xí) 20世紀(jì)50年代舉辦“五校聯(lián)合半導(dǎo)體物理專門化”作為起點(diǎn)向半導(dǎo)體進(jìn)軍的戰(zhàn)略,緊急集合全國(guó)各“雙一流”高校的物理專業(yè)一半的大三、大四學(xué)生,集中培訓(xùn)半導(dǎo)體基礎(chǔ)理論課程,選拔一批進(jìn)入半導(dǎo)體物理專業(yè)的博士研究生課程繼續(xù)深造。通過(guò)培養(yǎng)、引進(jìn)、穩(wěn)固一大批長(zhǎng)期從事半導(dǎo)體物理研究的人才,不追熱點(diǎn),“把冷板凳坐熱”,敢于挑戰(zhàn)半導(dǎo)體物理最前沿科學(xué)問(wèn)題;在獨(dú)創(chuàng)、獨(dú)有上下功夫,努力在半導(dǎo)體技術(shù)的源頭和底層開(kāi)辟新方向、提出新理論、發(fā)展新方法、發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象。
(3)建設(shè)半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究網(wǎng)絡(luò)。出臺(tái)強(qiáng)力措施以彌補(bǔ)半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究的歷史欠賬。立足半導(dǎo)體發(fā)展戰(zhàn)略需求,聚焦半導(dǎo)體領(lǐng)域前沿科學(xué)問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù),鼓勵(lì)各研究型高校成立半導(dǎo)體學(xué)院。建議國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)為半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究增設(shè)國(guó)家杰出青年科學(xué)基金和創(chuàng)新研究群體等人才類項(xiàng)目的特殊名額,在全國(guó)設(shè)立 10 個(gè)左右的半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)科學(xué)研究中心,資助 20 個(gè)創(chuàng)新群體和 100 個(gè)研究組。以人才團(tuán)隊(duì)效應(yīng)帶動(dòng)基礎(chǔ)研究向半導(dǎo)體領(lǐng)域回流,從而吸引更多優(yōu)秀人才投身半導(dǎo)體,壯大半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究力量,強(qiáng)化半導(dǎo)體技術(shù)的源頭創(chuàng)新能力。
(4)建立區(qū)域聯(lián)合創(chuàng)新平臺(tái)。為了實(shí)現(xiàn)全棧創(chuàng)新,跨過(guò)研究成果的“死亡谷”,美國(guó)即將成立國(guó)家半導(dǎo)體技術(shù)中心;韓國(guó)將設(shè)立國(guó)家半導(dǎo)體研究院,韓國(guó)總統(tǒng)尹錫悅甚至要求韓國(guó)教育部為培養(yǎng)半導(dǎo)體人才轉(zhuǎn)變思路進(jìn)行改革;中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)成立了半導(dǎo)體研究中心,臺(tái)灣清華大學(xué)成立了半導(dǎo)體研究學(xué)院等。我國(guó)必須盡快加強(qiáng)半導(dǎo)體領(lǐng)域國(guó)家實(shí)驗(yàn)室體系的建設(shè),優(yōu)化國(guó)家科研機(jī)構(gòu)半導(dǎo)體領(lǐng)域布局。結(jié)合地區(qū)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,全國(guó)建立 10 個(gè)左右大型區(qū)域聯(lián)合創(chuàng)新平臺(tái),整合研發(fā)創(chuàng)新資源,加強(qiáng)設(shè)備共享,減少重復(fù)投入,聯(lián)合攻關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展共性技術(shù)。為研究型高校、科研院所、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)提供信息共享和學(xué)術(shù)交流機(jī)制,有序引導(dǎo)社會(huì)資本參與半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新,建立廣泛的合作聯(lián)盟,促進(jìn)創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈的共融和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同發(fā)展。
(5)深化科技體制改革,用好“指揮棒”。大力扭轉(zhuǎn)實(shí)用主義主導(dǎo)科研的弊端,拆除“小農(nóng)經(jīng)濟(jì)”思想下的圍墻,出臺(tái)措施保障顯示度低的“死亡谷”創(chuàng)新環(huán)節(jié),建立由原始創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的自下而上創(chuàng)新體系,提升基礎(chǔ)研究支撐國(guó)家發(fā)展與安全。建議:① 以資金為手段一體化配置學(xué)科、人才、評(píng)估、平臺(tái)、政策等科研資源,斬?cái)嗯で枨蟮臋?quán)利之手。② 大力弘揚(yáng)追求獨(dú)創(chuàng)的科學(xué)家精神,抵制低水平重復(fù)的跟班式研究。③ 構(gòu)建資助對(duì)象各有側(cè)重的多元化基礎(chǔ)研究投入機(jī)制,充分發(fā)揮國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、科研院所、研究型高校等國(guó)家戰(zhàn)略科技力量的特色與優(yōu)勢(shì)。④ 基礎(chǔ)研究資助體系設(shè)立退出機(jī)制。新興研究方向連續(xù)資助 10年后進(jìn)行評(píng)估,取消沒(méi)有產(chǎn)生重大應(yīng)用的資助方向,迫使基礎(chǔ)研究人員轉(zhuǎn)向新方向,提升原始創(chuàng)新能力。⑤ 在制度上保障博士畢業(yè)后更愿意從事博士后研究,加強(qiáng)其獨(dú)立研究和學(xué)科交叉能力,把博士后提升為基礎(chǔ)研究的主力軍。⑥ 使用學(xué)科評(píng)估和人才評(píng)價(jià)等手段,引導(dǎo)研究型高校加強(qiáng)學(xué)科多樣性。遏制在同一方向重復(fù)設(shè)置研究團(tuán)隊(duì),破除扎堆在少量熱門領(lǐng)域的不利局面,形成“千帆競(jìng)發(fā),百舸爭(zhēng)渡”的景象;進(jìn)而,把研究型高校建成學(xué)科門類齊全、研究方向成體系、學(xué)術(shù)思想活躍、學(xué)術(shù)氛圍濃郁的原始創(chuàng)新策源地。⑦ 完善知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)制度,激發(fā)企業(yè)創(chuàng)新動(dòng)力。
加強(qiáng)半導(dǎo)體基礎(chǔ)能力建設(shè),穩(wěn)定一批半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究隊(duì)伍,在半導(dǎo)體技術(shù)的源頭和底層進(jìn)行理論創(chuàng)新,在無(wú)法繞開(kāi)的芯片底層提前布局專利設(shè)置“關(guān)卡”,是解決半導(dǎo)體關(guān)鍵核心技術(shù)“卡脖子”難題的一種有效策略。