近日，在第七屆未來芯片論壇上，中國工程院院士吳漢明教授表示：“集成電路產業(yè)呼喚工程師文化建設?！?

吳漢明院士

集成電路的誕生之初，將相移振蕩器和觸發(fā)器，共12個器件，器件之間時介質隔離，把晶體管和電阻、電容等集成在鍺上。但發(fā)明第一塊集成電路的基爾比認為他自己不是一位科學家，因為科學家是解釋事物的，而他是解決問題的人。解決問題的人是工程師。他說過很多發(fā)明家認為自己是科學家而不是工程師。科學家有偉大的思想，而工程師創(chuàng)造工藝制造產品，并讓它們有用，同時還要賺錢。

如果把科學家與工程師做一個分類，科學家的工作是做從0到1的發(fā)明，也即1947年貝爾實驗室發(fā)明第一個晶體管；工程師則是做從1到100改造世界，解決可行性的問題，也即把科學轉換成生產力，摩爾定律驅動發(fā)展60年。

從上圖可以看到，我國集成電路在世界產業(yè)中的位置，以CPU為例，在世界舞臺上我國大概落后15年。令人吃驚的是，在眾多領域中，我國集成電路基本上是5-15年的差距。差距的縮小只能依靠大量卓越工程師的努力。

集成電路的工程研究中的顯著特點就是——交叉性很強，尤其是在芯片制造的時候，集中體現(xiàn)了交叉學科的各個領域。

吳漢明院士舉了兩個交叉學科應用的例子。第一個是材料科學支撐摩爾定律。在集成電路制造中，面臨三大挑戰(zhàn)：基礎挑戰(zhàn)，也即精密圖形，193納米光源曝光出幾十納米圖形；核心挑戰(zhàn)，也即新材料，CMOS的性能提升70%都是依靠新材料支撐；終極挑戰(zhàn)也即提升良率，在工藝流程中累計大量統(tǒng)計誤差，使得每步良率99.9%提升到千步良率37%。

第二個例子是統(tǒng)計數學支撐的實驗方法學(DOE)。最少試驗次數獲得最優(yōu)輸出結果?？茖W的DOE顯示出強大的優(yōu)越性結果是又快，又省，結果更優(yōu)。有統(tǒng)計數學頭腦的物理學家、化學家，直接參與開發(fā)與導引生產過程。不具備用統(tǒng)計思考問題的能力不掌握基本的實驗設計技能就不能再被稱為卓越工程師。

吳漢明院士表示：“集成電路產業(yè)由科學催生工程文化發(fā)展?！?

提倡工程師文化，充分遵從工程的特點與規(guī)律，尊重工程中的創(chuàng)新性及系統(tǒng)性崇尚解決重大工程問題的科學性與嚴謹性，重視工程技術應用優(yōu)化和集成不局限某一單項技術的引進和突破上。單點突破往往并不符合集成電路發(fā)展的規(guī)律。(突破傳統(tǒng)獨門秘籍和“名教”的信仰)

集成電路產業(yè)復雜性需要工程師的協(xié)作和配備能力，制造成套工藝和供應鏈上每環(huán)節(jié)都要達到一定層次，才有一流的成果。

不僅僅依賴引進或轉化先進技術，要更加重視產業(yè)生態(tài)鏈的塑造，建設符合市場成本原則配備和工業(yè)生產的能力。

目前來看，集成電路工藝的發(fā)展已經無法支撐算力增長的需求。對此，提出了未來技術發(fā)展的四大方向。

第一，基于馮諾依曼架構的硅技術。二進制基礎的MOSFET和CMOS(平面)和泛CMOS (立體柵FinFET、納米線環(huán)柵NWFET碳納米管CNTFET等技術)?！肮?馮”范式是當前產業(yè)主流。

第二，類硅模式。現(xiàn)行架構下NC FET(負電容)、TFET(隧穿)、相變FET、SET(單電子)等電荷變換的非CMOS技術。這是延續(xù)摩爾定律的主要技術。

第三，類腦模式。3D封裝模擬神經元特性，存算-體等計算，并行性、低功耗的特點，人工智能的主要途徑。類腦模式有產業(yè)前景。

第四，新興范式。狀態(tài)變換(信息強相關電子態(tài)/自旋取向)、新器件技術(自旋器件/量子)和新興架構(量子計算/神經形態(tài)計算)。新興范式屬域基礎研究范疇。

最后，吳漢明院士做出了總結。集成電路學科以工科為主，工程師文化建立勢在必行。具有全局觀，具備交叉學科基礎，樹立卓越工程師目標。后摩爾時代為卓越工程師成長提供了絕好的機遇。碎片化市場應用導向的技術研發(fā)需要大量的工程師。