卡脖子”技术的突破：中国微电子技术微米级台阶的跨越

　　摘要:半导体微电子技术及其相关产业是我国电子信息行业的重要组成，西方发达国家在该领域对我国始终进行着全方位的封锁。其中，微米级微电子技术的突破，是我国能够独立开展超大规模集成电路研发的重要因素；此外，这一突破还触发了微电子技术在中国的产业化和市场化。基于对原始档案、当事人口述访谈等资料的梳理和分析，再现了我国微米级微电子技术封锁的突破及超大规模集成电路产业化的历程，以及这一过程中所体现出的特殊环境下的技术创新和产学研协作。

　　关键词:微电子技术；超大规模集成电路；国际封锁

　　七十年前，第一颗晶体管出现，从此人类进入了半导体时代。六十年前，集成电路出现，并很快发展到了超大规模集成电路的水平，在推动电子信息技术进一步发展的同时，也开始和传统产业相结合，开启了信息化时代的大幕，极大地改变了人类社会。然而，超大规模集成电路在中国的出现及其产业化的历程，却无时无刻不面临着严峻的封锁和巨大的挑战。

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　　1背景

　　1.1世界及中国半导体微电子技术的起步

　　1947年12月，美国贝尔实验室研制成功了世界上第一块点接触式晶体管。和传统的电子管相比，晶体管具有体积小、消耗功率低等明显的优势。因此，晶体管开始逐步取代体积大、功率消耗大的电子管，开启了半导体时代。晶体管的发明为集成电路的诞生奠定了基础。1958年，美国德州仪器公司的杰克·基尔比（JackKilby）发明了第一块集成电路——将包括锗晶体管在内的五个元器件集成在一起，制作了一个相移振荡器电路。1959年仙童公司的罗伯特·诺伊斯（RobertNoyce）研制发明了平面工艺的硅集成电路。集成电路的发明，给相关行业带来了巨大的变化，引发了现代社会电子信息技术的变革。

　　1.2微米级微电子技术的重要意义

　　微电子工业的生产过程非常复杂，一般来说包括前工序和后工序两个步骤，前工序是指将超纯的硅晶棒切片，再经过二十至三十道工艺步骤，直到芯片制作完成的过程；后工序指的是从对前工序制作出的芯片进行测试、划片、封装直至形成最终产品的过程。前工序包括多次光刻、掺杂、氧化等步骤，其中光刻工艺所能达到的精度被称为集成电路特征尺寸，它是微电子技术水平的重要标志，通常也直接用光刻工艺的特征尺寸来表示整个生产线及生产出的集成电路产品的工艺水平。

　　2差距与封锁

　　2.1差距

　　20世纪60年代，集成电路技术在国外的发展也只不过十年左右时间，整个集成电路的发展还并不是很成熟，而在我国则刚刚在起步阶段。彼时，不论国外还是国内，集成电路都是在双极型①器件的基础上发展起来的。60年代后期，国外出现了金属氧化物半导体场效应管②（MOS集成电路），发展十分迅猛，使集成电路水平很快从小规模集成提高到中、大规模。进入70年代，我国和国外的集成电路发展水平开始出现了巨大的差距。

　　2.2面临的封锁

　　在存在巨大差距的同时，我国的微电子事业还面临着西方国家的全方位封锁。西方国家对我国微电子全方位封锁主要是通过巴黎统筹委员会（简称“巴统”）对中国相关技术、设备、产品的全面禁运实现的。巴黎统筹委员会是1949年11月在美国的提议下成立的，总部设在巴黎，其全称是“输出管制统筹委员会”(CoordinatingCommitteeforMultilateralExportControls)。巴统的宗旨是执行对社会主义国家的禁运政策，其禁运产品包括军事武器装备、尖端技术产品和战略产品三大类。1952年，巴统成立了中国委员会，是专门针对中国实行禁运的执行机构[4]。1985年的巴统禁运手册规定（见图1）：生产或测试电子产品的设备中，5微米以下的光刻机对中国是严格禁运的（IL1355）；电子产品和相关技术中，4K容量DRAM（特征尺寸5微米）的相关产品和技术对中国是严格保密和禁运的（IL1564）。

　　3封锁的突破

　　美国等西方国家对我国微电子事业的全方位封锁，目的是卡住我国电子工业的脖子，是我国迈向超大规模集成电路研究和生产的最大障碍。而要想达到超大规模集成电路水平，进而实现电子技术的现代化并带动相关行业的高速发展，就必须要突破这一封锁。为此，我国的微电子学专家、工程师和工人们通力合作和紧密协作。例如，王守武在意识到要提高产品成品率就要有稳定的设备保证这一关键问题后，就带领半导体所的同仁开始攻克设备关，并于后来开发了我国第一台分子束外延设备、双稳激光器等核心设备[5]。中国的科学家下定决心要打破封锁，跨越微米级难关，其中微米级超大规模集成电路关键性技术的突破主要是在新成立的清华大学微电子所进行的。

　　参考文献

　　[1]王阳元,王永文.我国集成电路产业发展之路——从消费大国走向产业强国[M].北京:科学出版社,2008:19-37.

　　[2]戴吾三,叶金菊.从半导体教研组到微电子学研究所——清华大学半导体专业、微电子学研究所的发展和创新[J].自然科学史研究,2003,(S1):100-112.

　　[3]李艳平,康静,尹晓冬.硅芯筑梦-王守武传[M].北京:中国科学技术出版社,2015:139.

　　王公

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