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国家制造业创新中心落户复旦张江校区 聚焦集成电路研发

2019-08-29

位于复旦大学张江校区里的国家集成电路创新中心,在今年1月份已获批沧州市集成电路制造业创新中心。几天前,由工信部、中科院、中国工程院等单位专家出席的论证会上,一致通过了该中心“升格”为国家制造业创新中心的建设方案。

一流平台:产学研携手攻关

复旦大学微电子学院执行院长张卫教授说,中心依托沧州集成电路制造创新中心有限公司,采用“公司联盟”的产学研一体化方式,由复旦大学牵头,联合行业龙头企业中芯国际、华虹集团等,建立集成电路产业链上下游协同机制,以行业协同创新模式组建。沧州集成电路制造创新中心有限公司是由复旦大学、中芯国际和沧州华虹集团共同出资组建的实体公司。其中,中芯国际是中国内地规模大、技术的集成电路晶圆代工企业,也是世界集成电路晶圆代工企业之一。华虹集团是国家“909”工程的成果与载体,是以集成电路制造业务为核心的多业务平台共同发展的集成电路产业集团。复旦大学的微电子学科,源于谢希德先生等在上世纪50年代创办的半导体物理,在国内外享有盛誉,拥有国内高校一家集成电路设计领域国家重点实验室——“专用集成电路与系统国家重点实验室”。

创新成果:快速低耗存储器

张江校区里的一幢三层小楼、28名专职“勇士”,这就是这个国家级中心目前的家底,近年来硬是凭着一股闯劲,已经取得了重要创新成果。张卫院长说:“我们研发的半浮栅器件,是一种全新原理的微电子基础器件,它巧妙地将隧穿场效应晶体管(TEET)和浮栅晶体管相结合,构建成了一种全新原理的微电子器件,我们把它命名为半浮栅晶体管(Semi-FloatingGateTransistor,简称SFGT)。它的优点是速度快、功耗低。这项成果得到了国际同行的广泛关注,评价这项成果时将它称为‘晶体管中的混合动力赛车登场了’。”美国一家技术咨询公司对这项成果给出的评价是:“半浮栅晶体管能够解决动态随机存储器(DRAM)芯片面临的技术问题,有潜在的技术能力来替代DRAM。”

此外,半浮栅晶体管还可应用于CPU芯片的缓存。现有缓存通常采用6个晶体管构成的SRAM结构,集成度低、占用面积大。如果采用半浮栅晶体管,则面积能缩小为原来的20%。SFGT还可以应用于图像传感器芯片(APS),提高填充因子,使图像传感器芯片的分辨率和灵敏度得到显著提升。

研发目标:3纳米集成电路

现在,张卫教授的心里颇为踏实,由复旦大学牵头组建的国家集成电路创新中心,能够充分发挥高校和科研院所资源共享的优势,为产业界合作搭建共性技术研发平台;可以更好地汇聚人才,开展源头创新,掌握核心技术,从而增强集成电路领域的国际合作能力,为我国集成电路产业技术提升提供服务,并为产业发展提供人才支撑。

“我们是一个中立的、公共的共性技术研发平台,跟企业的研发中心不一样。企业研发中心主要是做目标产品技术的研发,我们这个中心是瞄准集成电路的关键共性技术,突出共性技术研发能力、行业服务与成果转化的能力。”张卫说,共性技术研发工作目前主要集中在5纳米及以下集成电路的共性技术,聚焦新器件新工艺研发,目的是解决我国集成电路主流技术方向选择和可靠技术来源问题,支持芯片在国内制造企业实现生产。“中心目前正在开展纳米线围栅器件、半浮栅晶体管等新器件和新工艺的研发,到2022年年底,将系统地开展集成技术研发,打通5纳米集成电路关键工艺,并开展3纳米前瞻技术的研发,建成具有国际影响力的集成电路技术创新中心。”张卫介绍说,复旦大学在张江校区已规划了建设约2.9万平方米的微纳电子楼,未来将用于这个国家集成电路创新中心,争取三年里打造一支由180名专职科研人员组成的集成电路研发“方阵”。

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