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  “亚30纳米CMOS器件相关的若干关键工艺技术探讨研究”获国家技术发明奖二等奖

  “在这样一个富有历史沉淀和积累的研究所工作，你会感到自己和国家科技发展迈出的每一步都息息相关，内心会产生深深的责任感。”用这样一句话来形容中国科学院微电子研究所在走过整整50年后酝酿出的精髓，可能再合适不过了，而这正是所长叶甜春心中最真实的感受。

  现今，半导体技术已融入社会持续健康发展和我们正常的生活的方方面面，其重要性不言而喻。从1958年建立109厂生产晶体管，经历过和半导体所三个研究室合并组成微电子中心，到现在发展成10个研究部门400多名职工，300多名在读研究生，其间的过程并不简单。“从无到有，靠我们自己的力量，把基础打了下来。”谈到过去的历程，叶甜春感叹地说。

  “改革开放后，国外的半导体、电子科技类产品大量涌入。当时的感觉就是，单个来看，我们的技术水平没差多少，但要进行大规模生产的时候，就发现了自己很不行了。能力不行当时总是归结于技术落后，但其实关键是我们的生产管理方式、市场运作方式还不能适应这种市场化的要求。”叶甜春说，

  上世纪80年代中期到90年代末是中国经济发展模式转型的时期，与市场联系紧密的微电子行业更是遇到了挑战。叶甜春说：“这十几年最重要的是思想观念的转变，能够说是一个国家现代化进程必然经过的转型期，也是一个痛苦的过程。当回顾历史的时候，我们感到欣慰的是，我们始终在坚持，特别是在中科院知识创新工程进入三期后，我们的科研水平已经迈上了新台阶。”

  谈到坚持，硅器件与集成技术探讨研究室（一室）主任韩郑生对记者说：“在十五期间，国家调整科研计划。我们研究室从以工艺技术为主转向设计，转型的道路也是很艰难的，后来，我们在工艺平台上和北京华润上华半导体有限公司合作，并且同时完成国家重大任务，而所有这些工作都得到了客户的高度认可。”

  现在，硅器件与集成技术研究室致力于硅基集成电路工艺技术及MEMS技术研究，在CMOS工艺研发技术方面具有雄厚的实力。并长期从事CMOS先导工艺技术探讨研究，取得了多项代表国家IC工艺研究水平的成果。该所还是国内最早制造霍尔电路和VDMOS器件的单位。

  知识创新工程给微电子所带来了勃勃生机，科技处处长夏洋的一句话最有说服力：“过去我们做的大多是专用的产品，而现在很多已经逐步转向通用，覆盖面在扩大，从专业范围扩展到总系统。研究所的专利也从以前的一年几项急速提高到现在的每年100多项。”

  作为研究单位，研究成果是最能说明其实力的。几十项获奖成果见证了微电子研究所在科研上勇攀高峰的脚印。

  例如，“十五”期间，中科院微电子所承担了国家重点基础研究项目“973”课题“亚50纳米器件的关键工艺技术基础研究和器件制备”及“863”课题和多项相关的国家自然科学基金等项目。亚50纳米CMOS器件研制是当时国际上正在开展的前沿性探索研究，尚处于百家争鸣的知识创新和产权竞争中。面临一系列挑战很强的壁垒，如极严重的短沟道效应、驱动能力变弱、硼穿透和高场效应、栅隧穿漏电流激增和串联电阻过大等。为应对上述严峻挑战，研究人员在器件设计和关键技术方面自主创新，超指标出色地完成了亚30纳米器件关键技术探讨研究。该成果是我国IC技术领域一项先导性重大突破，于2004年获北京市科技奖一等奖，于2005年获国家技术发明奖二等奖。

  此外，2004~2005年微电子所还参与承担了以北大和中芯国际为首的“863”项目“0.09微米集成电路大生产的基本工艺与可制造性技术探讨研究”，超过技术指标圆满完成了其中的课题“0.07微米CMOS关键技术及器件研究”。并与中芯国际和宏力等半导体大公司多次技术交流，努力进行成果推广应用。上述“863” 项目获2007年教育部科技进步奖一等奖，并获2008年国家科技进步奖二等奖。

  微电子研究所副所长兼专用集成电路与系统研究室（二室）主任周玉梅对记者说：“三期创新给我们大家带来的改变有很多。就拿我们研究室来说，2004年成功研发专用DSP，峰值运算能力为256亿次累乘加/秒，达到国际水平。近5年发表论文78篇，申请专利26项，培养毕业硕士、博士研究生18人。”

  陈宝钦是微细加工与纳米技术探讨研究室（三室）的研究员，也是微电子所的一名老科研人员。他笑着对记者说：“我们研究室在国内最早开展亚微米微细加工技术研究。研究室拥有一个500平方米，最高洁净度达100级的微纳米加工平台和电子束光刻公共平台。完善了基于自上而下纳米加工设施，一条完整的深亚微米、纳米加工实验研究线已形成，各种先进加工设施和检测设备共有20多台，总共价值1亿多元。而这些都是知识创新工程开展以来我们的变化。”

  用微波器件与集成电路研究室（四室）主任刘新宇自己的话说，一开始步入微电子所就是“慕名而来”。

  “通过这三期的知识创新工程，研究所的科研实力确实增加了很多。而且，以前还是109厂的时候，科研氛围仅限于一两个研究室，研究氛围不是很浓厚。知识创新工程后，我们这个研究室的职工增长到50多人，科研水平有了质的飞跃。”说到科研，刘新宇显得很激动，这也恰恰体现了好的科研环境确实能带来好的科研成果。

  微波器件与集成电路研究室是国内最早开展化合物半导体器件和电路研究的单位之一，承担了多项国家“863”、“973”、自然科学基金项目和中国科学院创新项目研究，取得了一系列具有影响力的研究成果。其成熟的4英寸GaAs器件和电路工艺、2英寸InP器件和电路及GaN HEMTs成套工艺流程为高频大功率微波器件研制提供了可靠的技术保障，完备的微波电路设计环境和高频检测系统为微波毫米波集成电路设计创造了良好的科研环境；成套的模块制作设备，为开展微波射频模块研制奠定了基础。

  此外，通信与多媒体SOC研究室（五室）、电子系统总体技术研究室（六室）、电子设计平台与共性技术研究室（七室）、微电子设备技术研究室（八室）、系统封装技术研究室（九室）和集成电路先导工艺研究中心也都是由优秀科学家牵头，取得了不俗的成果。

  “微电子行业在国际上竞争很激烈，面临最大的问题就是知识产权问题，另外就是下一代技术的发展问题。很多国内的企业没能力去顾及两三年以后的技术发展，这样一个时间段我们要提前替它们作一些研发，推动它们发展。”叶甜春认为，高技术的研究所一定要面对产业界，并且必须引领整个行业的发展。

  这其中一个概念就是成果转化工作的前移。“我在一个报告上曾提到这样的一个问题，不要把自己的科研指望成是一个鸡蛋，鸡蛋孵化成一个小鸡，小鸡长大成为一只母鸡，母鸡再下很多蛋孵化小鸡的循环，看上去很快，实际上做起来是很慢的。应选择要么是你下了一个鸡蛋，让人家去孵成小鸡，或者是你孵化一只小鸡，那么让人家去帮你养大就行了，你再去孵新品种的小鸡。这样，技术成果的转化工作就前移了。”叶甜春的比喻十分形象。

  目前，微电子所与企业合作的模式是一开始就让公司参与进来，公司能够提出需求、参与研发。联想、长虹与它的合作也都是这样的模式。

  “科学家可以作研发，但面对市场和产业化，他们并不是很擅长。”叶甜春介绍说，“在实验室里，科学家们是原动力，这基于他们对本领域的熟悉和积累，可以作出很好的成绩。但是，如果让科学家们直接去面对他们所不熟悉的市场、产业等陌生环节，往往效果差强人意。”

  叶甜春认为，知识创新不是空谈，得看研究单位针对产业的贡献体现在哪里。微电子研究所未来的目标之一就是推动产业高质量发展。“现在，除了完成国家重大任务，在产业环节上的实际贡献还太少，我们想突破这样的瓶颈。”

  微电子所与北方微电子公司的院企合作，是一个解决科学家们直接面对产业化困境的很好案例。这还要从2001年微电子所派出了一部分科研人员和企业一同组建北方微电子公司谈起。

  “十五”期间，科技部决策设立“863”重点项目，开展100纳米刻蚀机研发，这是一种高端集成电路装备，难度极高，在国内尚属空白。北京市政府承担了该任务，为了能够更好的保证目标的顺利完成，决定超常规投入大量财力和精力。随后，由中科院微电子所联合高校和企业成立了北京北方微电子公司，进行100纳米刻蚀机的攻克和研发。

  公司成立之初，技术力量十分薄弱，微电子所派出一批研究人员直接参与公司的研发。“研究所派人员去企业，为项目的完成提供了非常有力的技术支撑，而在取得研究成果之后，企业的经营模式又为成果的产业化提供了条件和可能，这是一种双赢的模式。”叶甜春说，“在公司发展到一定的阶段后，在各方面都需要再提升，这样一个时间段，研究所的团队也会给公司提出建议，包括未来的发展趋势、各种现存的困难怎么样才能解决、引进海外人才等。”

  “而且，企业也不会完全依赖现有的研究所团队和研究所的成果。北方微电子公司的核心技术团队中也有从海外引进的人才，他们与原有的团队融合，从而为企业未来的发展提供了更大的能量、拓展了发展空间。事实也证明很成功。这种海外团队在企业创新中是必需的。”叶甜春说。

  如今，北方微电子公司慢慢的变成了一家迅速崛起的集成电路装备研制企业，它打破了中国半导体设备行业尖端设备销售为零的历史，取得了令业界瞩目的成绩。

  微电子所还实行全方位开放合作。“微电子行业是一个战略性的领域，也是因其战略性，它和所有的领域都是相关的，只有和别人合作，我们才可以找到自身的优势。”叶甜春说。

  现在，微电子所已经和很多企业建立了联合研发中心。先导性的实验室放在微电子所，研发中心和国家工程实验室放在企业。“所有的模式，现在都看到了很好的进展。”叶甜春看到了未来的希望。