那些清华人:中国造芯故事掠影
芯片被人形象地比喻为国家的“工业粮食”,是信息产业的核心,是所有电子整机设备的“心脏”。20世纪90年代至今,人们先后经历了从PC(个人计算机)到智能手机,再到5G+AIoT时代,并且随着我国成为全球智能手机、家电、各种智能电子产品等的制造和组装中心,芯片需求量更是日益激增,芯片进口金额早已远超石油。而近年来海外巨头却频频在核“芯”技术上“卡脖子”,中兴、华为事件就是美国针对中国“芯”病的“精确狙击”。
可以说,芯片强则产业强,芯片兴则经济兴,芯片产业是新时代下中国输不起的战争。
半导体产业已经上升为国家战略产业;对此,中国近几年在扶持半导体产业的政策、资金等层面不断加码。2014年至今,国家先后出台《国家集成电路产业发展推进纲要》、“十三五”“十四五”集成电路产业规划、各种税收优惠政策、国家大基金一、二期等政策,全力支持中国半导体产业实现自主可控。
我国半导体产业随之进入高速发展时代,“中国芯”纷纷实现重大突破。在芯片设计、制造、封测以及上游材料和设备的一整条垂直分工的全球产业链中,被形容为“半导体制造之光”的中芯国际、华虹宏力、华润微、上海硅产业集团(沪硅产业)等半导体制造领域企业,因承担了中国半导体产业发展的远大目标而备受关注。
在这些企业中,众多杰出的关键决策者出自清华大学,有78级无线电电子学系的江上舟、张文义;82级热能工程系的张素心;83级无线电电子学系的赵海军、工程物理系王曦;89级机械工程系的李炜等,为铸就“中国芯”贡献了一腔热血,毕生热情。他们的拼搏故事也在“中国芯”制造史上写下了浓墨重彩的篇章,正是实践清华校歌“大同爰跻,祖国以光”的最生动的写照。
李炜:坚守国产硅片领域20年
半导体硅片是芯片制造的重要材料,是集成电路大厦的基础,也是我国半导体产业链与国际先进水平差距最大的环节之一。特别是12英寸大硅片领域,在2017年以前甚至完全处于空白的状态。这一格局在2017年底被悄然打破,国家02专项300mm(12英寸)大硅片项目的承担主体——上海新昇半导体科技有限公司(下文简称为“上海新昇”)率先实现12英寸大硅片量产,填补了这一空白。
2002年上海国际工业博览会上,李炜向时任中科院院长路甬祥院士介绍新傲科技开发的SOI产品
上海新昇成立于2014年,其主要创始人之一是中科院院士、时任中科院上海微系统与信息技术研究所(简称“中科院上海微系统所”)所长的王曦。与王曦一起参与创办上海新昇的还有现任沪硅产业执行副总裁、上海新昇董事长李炜。20年前,同样是由王曦和李炜等组成的创业团队建成了我国第一条SOI生产线,解决了我国SOI产品的有无问题。
值得一提的是,王曦和李炜都是清华大学校友,前者于1987年毕业自工程物理系,后者于1989年考入机械工程系。
师兄弟会师中科院上海微系统所
李炜报考清华大学时填报了三个志愿,分别是电机工程系、微电子系和机械工程系;结果他没有如愿考入前两个志愿,反而以名列前茅的成绩被招入机械工程系深造。但李炜与集成电路的缘分似乎早已注定,10年之后,他兜兜转转还是回到了微电子领域成了一名博士。
1997年,硕士毕业的李炜报考了中科院上海微系统所的博士,成为邹世昌的弟子。彼时,邹世昌院士事务繁忙,学生众多,难以做到手把手指导每一位学生。同出自邹世昌门下的王曦,便承担起了教导师弟的重任,成为李炜事实上的第二导师。不过,因为那时候王曦正在德国做访问学者,导致最初一年两人只能远程联系,直到1998年王曦受邀提前归国,两人才正式见面。此后,在国产硅片自主可控之梦的引导下,两位同门踏上了携手创业的艰难征程。
1998年8月,IBM宣布首次利用SOI(绝缘体上硅)材料研制出高速、低功耗、高可靠的微处理器;与传统体硅CMOS技术相比,SOI技术使芯片性能提升了35%。消息一出,全球轰动,美国《科学》(Science)杂志、中国央视新闻联播等媒体相继作了报道。
作为微电子敏感核心技术,西方国家在该项技术方面对我国实施封锁和禁运。但SOI其实并非新课题,我国材料科学界从1980年代起就在研究SOI材料,只是从未走出实验室。当IBM向全世界展现了SOI产业化的价值后,我国开始致力于将该技术推向市场。时任中科院上海微系统所所长的江绵恒博士将任务交给了王曦和李炜等6位博士。由6位青年博士组成的创业团队在2001年7月创立了上海新傲科技有限公司(简称“新傲科技”),开始了艰难的SOI材料产业化道路。
2002年新傲科技生产线落成,时任中科院副院长、微系统所所长江绵恒博士接见新傲创业团队合影留念
“我在新傲十几年的工作,就是想办法去找钱”
“这一步是在江绵恒所长鼓励下,我们战战兢兢踏出去的。新傲科技到今年20年了,当中甜酸苦辣咸全有,甜比较少,更多的是苦辣咸。”时隔20年,李炜这样描述创立上海新傲的历程。
新傲科技创立之初通过技术创新解决了我国航空领域急需SOI产品的有无问题,但科技创新不但要仰望星空,也要脚踏实地,从科学技术到产业成果,一头连接着科研,一头连接着市场,实现这样的角色转变并不容易。