芯片资讯
- 发布日期：2024-05-23 06:39 点击次数：151
大国技术竞争升温 集成电路产业陷入困境
半导体是计算机、通信、武器装备、汽车、航空航天等现代电子科技产品的核心，是信息产业发展的基石。我国半导体产业受制于人，特别是近年来受到欧美等国家的联合限制和打压，严重阻碍了我国先进技术的发展，制约了战略领域的技术升级国防军工、航空航天、人工智能、大数据等，锁住了我国尖端科技发展的咽喉。 2022年10月起，美国商务部公开对中国先进计算和半导体制造产品实施新的出口管制规则。到2022年8月，美国正式出台《2022年科学与芯片法案》（简称《芯片法案》），欧洲、日本、韩国等国推动和加剧半导体产业供给分工链，阻碍了全球半导体产业的创新发展。欧美等国步步打压、相互打压，使得我国半导体产业的发展面临断崖式下滑的风险。受制于人，而不是下定决心去治理人，是迫在眉睫的事情。中国自主半导体产业供应链创新发展迫在眉睫。
科学技术是第一生产力。数字时代数据的爆发式增长对半导体计算架构和集成技术的创新提出了新的挑战。摩尔定律正在逐渐逼近物理极限。无法完全适应时代需求，半导体产业逐渐进入后摩尔时代。在严峻的外部形势下，如何以现有不成熟的先进替代材料的研发制造和突破性的创新计算方法为基础，探索出一条能够实现半导体产业战略突破的发展新路线，发展自主可控芯片技术，打破海外巨头的技术垄断，变被动为主动，在新世纪大国科技战争中占据主导地位，成为亟待解决的问题。 2019年，中国工程院吴江兴院士团队根据我国半导体产业的发展现状，提出了晶圆上软件定义系统（Software Defined System on Wafer，SDSoW），采用软件定义架构，基于晶圆集成的创新思想，提出基于预制件的软件定义晶圆集成系统，形成新一代智能集成电路设计、工艺与应用场景垂直融合，与体验数据自我进化的应用技术。
软件定义片上系统助力科技强国梦
软件定义片上系统以系统工程理论为基础，围绕“材料、器件、工艺、结构、算法、应用”全过程，集成集成工艺和架构的联合创新。在集成工艺层面，改变目前“晶圆-芯片-模组-外壳-机架-子系统-系统”的稀疏互连逐层插入损耗工程技术路线，提出“芯粒-异质、超——“晶圆组装”的高密度、组装集成无插入损耗工程技术路线，充分释放晶圆互连的高带宽、低时延、低功耗增益，将摩尔定律从芯片维度扩展到系统维度；在架构层面，打破现有僵化架构，提出软件定义架构，通过逐层虚拟化，彻底颠覆“应用适配结构”的性能衰减技术路线，发展软硬件协同“以结构适应用的性能倍增技术体系”充分释放性能、效率乃至智能综合收益变结构计算，开辟了面向领域的软硬件协同计算新范式。软件定义片上系统将集成电路依托技术进步的技术路线升级为结构、工艺、集成等多维度协同的技术路线，对集成电路设计方法、计算范式、集成方法和组装过程。颠覆性创新可驱动集成电路从片上系统（SoC）时代过渡到片上系统（SoW) 新时代。为大数据、云计算、5G等新基建提供全“芯”预制件，全面改变信息基础设施的技术形态和物理形态，集成芯片平台使新基建具备绿色、智能、内生安全等新发展内涵，并更新集成电路基线技术坐标，实现与美国同位甚至错位竞争，最大限度发挥国内在新结构、新计算、新互连、新工艺等方面的技术优势，充分发挥结合国内加工、封装、测试、工具等产业基础，探索微电子创新超越的发展路径。
筑牢统一战线加快技术转化落地
软件定义片上系统技术是实现我国集成电路突破“卡脖子”技术、发展自主可控技术路线的最佳选择。目前，软件定义晶上系统得到了吴江兴院士、徐居延院士、刘明院士、吴汉明院士、廖向科院士、余少华院士、孙宁辉院士等10多位院士的认可和支持，陈杰院士、姜长军院士等“面向2035的信息领域技术发展战略研究”被列入科技部“十四五”科技计划，科技部军委等，列入之江实验室、紫金山实验室、嵩山实验室、海河实验室等战略性技术重点支持，60余家单位参与软件定义片上系统研发，涵盖集成电路设计、验证、工艺、制造、封装和测试等产业链单元。在中美技术竞争的关键时刻，应该联合现有的片上系统资源，实现产业链各环节的协同创新，打通研发、设计、制造、验证、测试、标准和应用。创新发展，从材料、装备、设计、工艺等多角度实现闭环， 芯片采购平台是我国决胜的关键。
构建软件定义片上系统技术与产业联盟，最大限度凝聚技术、产业和金融等强大力量，形成最广泛的“政产学研”统一战线，建立生态圈围绕学术、生产和应用，构建产业协同创新发展平台，加快培育“别人有什么，别人有什么”的片上系统技术生态和产业体系。打造京商科技产业协作平台联盟即将到来。
软件定义系统晶圆技术与产业联盟（SDSoW Alliance）前身为软件定义互连技术与产业创新联盟（简称SDI联盟）。由天津滨海新区信息技术创新中心牵头，联合国内顶尖高等院校、科研院所、企业和金融机构，自愿发起，协商一致成立的中国网络信息领域第一个国家级行业组织。截至2022年11月，SDI联盟成员近300家，涵盖IP、芯片、板卡、设备、软件、应用等相关产业链企业； SDI联盟与行业内领先的科研院所和企业联合举办了4次行业会议，参会人数达到2000人，组织了近30场技术交流和产品推介活动；实施国家、国防、政府项目10余项，推动成员单位合作项目40余项，推动国家发明专利申请150余项。初步形成了集研发、生产、检测、应用为一体的咨询业务。
为进一步发挥联盟资源优势，助力集成电路“卡脖子”的技术创新和产业应用，2022年12月9日，SDI联盟召开理事会闭门会议。会上一致通过将SDI联盟更名为软件定义片上系统（SDSoW）技术与产业联盟。联盟首席科学家、中国工程院吴江兴院士在会上作了“SDSoW的科研布局与愿景展望”的报告。吴院士指出，“SDSoW联盟是一个开放的联盟。开展技术合作；其次，保持诚信和创新，推动软件定义片上系统关键技术的发展，包括预制件、软硬件协同架构同时，在联盟发展的过程中，要有突破性的思维，把握技术第一性原理，不断迭代优化技术；第三，联盟应寻求更高效的合作方式以实现效率最大化，并通过高效合作建立相关行业标准，这将有利于后续软件定义系统在水晶上的发展方向展览。最后，联盟还需要考虑产品应用的推广，因为要突破当前形势下的瓶颈痛点，必须考虑在这些领域的产品研发和应用推广，推动SDSoW产业生态进入一个良性循环。 “
SDSoW联盟由清华大学作为联盟主席单位，与天津滨海新区信息技术创新中心、信通技术研究所、中科院计算所、中国电子技术研究院、大唐电信等联合组建。联盟副主席单位，秘书处设在天津市滨海新区信息技术创新中心。乘风破浪，共建片上系统“芯”时代SDSoW联盟是目前我国片上系统技术领域唯一成立的国家级组织，标志着我国片上系统产业发展进入快速发展期，形成了立体交叉覆盖的资源产学研应用矩阵，为加快培育我国片上系统产业生态圈奠定坚实基础。 SDSoW联盟将在片上晶体系统领域打造战略智库、学术高地和产业联盟，旨在围绕学术、生产、应用打造产业协同创新发展平台，坚持技术引领的原则围绕国家新体系建设，构建晶上系统产业生态。联盟理事长、国际欧亚科学院院士、清华大学魏少军教授指出，“软件定义互联技术与产业创新联盟正式更名为软件定义片上系统技术和产业联盟，这意味着联盟有了更明确、更远大的发展目标，开启了联盟发展的新篇章，未来联盟的发展必须在各个层面、各个环节、各个方向统一。从理念落实、责任落实、措施落实、工作落实等方面，充分发挥现有产学研优势资源，凝聚会员单位共同努力，共同打造水晶系统新生态行业。 ”
着眼未来，晶联将加快凝聚产业生态的磅礴合力，建立广泛的“金计量政产学研用”统一战线，全面推进“一网一网”。库、一书、一平台、一会”业务体系建设，充分发挥联盟成员的技术优势，联合成员单位共同发展，着力提升片上系统行业影响力，汇聚智慧，开创科技强国、助力科技强国的“芯”时代实现科技强国的伟大使命。