記者昨天從嘉定區(qū)舉行的2017全球傳感器與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)峰會(huì)上了解到，上海微技術(shù)工業(yè)研究院“超越摩爾”研發(fā)中試線正式投入運(yùn)營，這個(gè)國內(nèi)首條、全球領(lǐng)先、兼容CMOS的8英寸MEMS（ Micro-Electro-Mechanical System，微機(jī)電系統(tǒng)）研發(fā)中試線正式向業(yè)界“發(fā)聲”，旨在進(jìn)一步推動(dòng)中國“超越摩爾”技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用快速發(fā)展。

   在提升產(chǎn)業(yè)能級、培育形成先進(jìn)制造業(yè)集群的過程中，注重“產(chǎn)業(yè)精準(zhǔn)轉(zhuǎn)型”的嘉定區(qū)明確規(guī)劃了四大新興產(chǎn)業(yè)集群，“集成電路及物聯(lián)網(wǎng)”就是其中之一。嘉定區(qū)委書記馬春雷表示：“要將‘超越摩爾’建成嘉定科創(chuàng)中心重要承載區(qū)的示范性、標(biāo)桿性、引領(lǐng)性項(xiàng)目，加快形成‘超越摩爾’的創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈，完善專項(xiàng)規(guī)劃引導(dǎo)、院所創(chuàng)新突破、企業(yè)轉(zhuǎn)化應(yīng)用、特色園區(qū)承載、產(chǎn)業(yè)基金支撐、創(chuàng)新人才驅(qū)動(dòng)、政府精準(zhǔn)服務(wù)的工作閉環(huán)?！?/p>

“超越摩爾”，集成電路發(fā)展的“藍(lán)海戰(zhàn)略” 

   摩爾定律是由英特爾創(chuàng)始人之一戈登·摩爾于1965年提出的：“當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18到24個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍?！卑雮€(gè)世紀(jì)以來，集成電路的發(fā)展基本遵循了這一趨勢。不過，元器件數(shù)目增加的同時(shí)必然會(huì)越來越“密”，個(gè)體尺寸就要不斷縮小，這場“微型化競賽”使得廠商面臨很大挑戰(zhàn)，廠房設(shè)備建造、生產(chǎn)線調(diào)試和啟動(dòng)都非一朝一夕之事，比如英特爾用了15年時(shí)間才實(shí)現(xiàn)22納米標(biāo)準(zhǔn)刻蝕程序的投產(chǎn)和量產(chǎn)。根據(jù)摩爾定律，總有一天，元器件的體積限制會(huì)讓晶體管電路性能難以再提升。 

   伴隨著這一挑戰(zhàn)的，是持續(xù)增長的市場需求。隨著手機(jī)的普及，汽車、醫(yī)療等電子電路運(yùn)用的增加，半導(dǎo)體市場不再局限于電腦設(shè)備和消費(fèi)性電子產(chǎn)品，生產(chǎn)生活中不少設(shè)備都涉及半導(dǎo)體的使用。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)可以分為集成電路、光電子器件、分立器件和傳感器四類產(chǎn)品，其中規(guī)模最大的是集成電路，占半導(dǎo)體市場的81%。

   挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存的條件下，一些專家提出了“超越摩爾”的概念：非數(shù)字、多元化半導(dǎo)體技術(shù)與產(chǎn)品（如市場巨大的傳感器）可以在成熟的工藝生產(chǎn)線上研發(fā)，無需遵循摩爾定律，在工藝尺寸上越做越小。“超越摩爾”其實(shí)是在系統(tǒng)集成方式上進(jìn)行創(chuàng)新，系統(tǒng)性能的提升不再靠單純縮小晶體管尺寸，而是更多地靠電路設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)算法優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)。

   與競爭殘酷的摩爾定律技術(shù)路線相比，“超越摩爾”這片“藍(lán)?！眲t溫和得多：摩爾定律技術(shù)路線的投資量級是10億美元，產(chǎn)品只有計(jì)算和存儲(chǔ)芯片，我國水平最高的芯片制造企業(yè)與英特爾相比，還有較大差距；而“超越摩爾”技術(shù)路線的投資量級是百萬美元，產(chǎn)品種類非常豐富，其主要產(chǎn)品——傳感器的品種多達(dá)上千。根據(jù)預(yù)測，MEMS芯片市場將在2023年達(dá)到1兆片的市場規(guī)模，同時(shí)，中國智能傳感器市場也預(yù)計(jì)將于2019年達(dá)到960億元。到2030年，全球應(yīng)用的傳感器數(shù)量將從2013年的35億個(gè)突飛猛進(jìn)到超過100萬億個(gè)。

   當(dāng)前，以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等為代表的信息技術(shù)正加速創(chuàng)新、融合和普及應(yīng)用，一個(gè)萬物互聯(lián)智能化時(shí)代正在到來。其中，“超越摩爾”技術(shù)以傳感器為核心，結(jié)合射頻、功率、微能源等技術(shù)，是未來實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)的基礎(chǔ)性、決定性核心技術(shù)之一。MEMS傳感器是各國爭相研究的高端領(lǐng)域，是采用微電子和微機(jī)械加工技術(shù)制造出來的新型傳感器，與傳統(tǒng)的傳感器相比，它具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產(chǎn)、易于集成和實(shí)現(xiàn)智能化的特點(diǎn)。布局物聯(lián)網(wǎng)MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)，是中國在半導(dǎo)體領(lǐng)域“彎道超車”的機(jī)會(huì)。 

院地合作，近5000平方米超凈廠房如期建成 

   上海微技術(shù)工業(yè)研究院是中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所與上海市嘉定區(qū)人民政府共同發(fā)起成立的新型研發(fā)機(jī)構(gòu)，成立于2013年，致力于“超越摩爾”技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化。

   8英寸MEMS研發(fā)中試線落地上海嘉定工業(yè)區(qū)，在上海新傲科技股份有限公司北區(qū)二期內(nèi)，于2015年動(dòng)工建設(shè)。該項(xiàng)目必須在無塵室下作業(yè)，而這種高標(biāo)準(zhǔn)的廠房建設(shè)要求極高，上海微技術(shù)工業(yè)研究院租用了新傲科技在建二期六幢廠房中的其中一幢。無塵室廠房土建完成后，但其他五幢廠房由于資金問題，沒有同時(shí)完成土建，作為一個(gè)整體項(xiàng)目無法通過建管部門的竣工驗(yàn)收。拿不到許可證，意味著雙方就不能完成租用簽約，無塵室的內(nèi)部裝修無法啟動(dòng)，購買的研發(fā)設(shè)備無法入場。為此，工研院相關(guān)負(fù)責(zé)人一度十分著急。得知這一情況后，嘉定工業(yè)區(qū)為新傲科技二期廠房牽線搭橋，獲得了銀行貸款，用于二期廠房建設(shè)，同時(shí)與總包方談判，在確保質(zhì)量安全情況下，將工期縮短一個(gè)月，最終如期建成了近5000平方米的高等級微納加工超凈廠房。

   為了使微塵數(shù)量達(dá)標(biāo)，廠房設(shè)計(jì)可謂“別有洞天”。層高8.8米的二樓分為3層，主要設(shè)備在中間層，看不見的上下兩層除了鋪設(shè)供應(yīng)氣體和化學(xué)品的管道外，還布滿了用于“清洗”空氣的設(shè)施。如此大費(fèi)周章的原因是，一旦硅片沾染微塵，可能致其失效。人走進(jìn)中試線潔凈室也是個(gè)“大工程”，穿戴上抗靜電的潔凈服、鞋子、手套、口罩后，還需經(jīng)過風(fēng)淋房，將身上的微塵全部吹走。在要求最為嚴(yán)苛的十級潔凈室，一分鐘內(nèi)每立方英尺的空間內(nèi)大于0.2微米的微塵必須少于10顆。  

8英寸研發(fā)中試線實(shí)現(xiàn)從研發(fā)到量產(chǎn)無縫銜接 

   在傳感器的產(chǎn)業(yè)鏈條上，中試環(huán)節(jié)非常重要，從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)到批量生產(chǎn)，需要中試實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的性能。目前的一些研發(fā)公司，大多把產(chǎn)品送到空間距離較遠(yuǎn)的代工企業(yè)測試，專業(yè)程度欠缺，成本也較為高昂。由上海微技術(shù)工業(yè)研究院主導(dǎo)建設(shè)的8英寸MEMS研發(fā)中試線將為傳感器的產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新提供技術(shù)支撐，它具備了慣性傳感器、光傳感器生物MEMS、壓力和聲學(xué)傳感器等新型傳感器的研發(fā)能力，可與生產(chǎn)線無縫銜接，未來將幫助一批創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才基于該中試線開展產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)，并與產(chǎn)業(yè)孵化器、產(chǎn)業(yè)基金高效聯(lián)動(dòng)，打造具有全球影響力的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)集群。

    相比于業(yè)界普遍使用的6英寸產(chǎn)線，貫通從研發(fā)到量產(chǎn)全程服務(wù)的工研院8英寸線是公認(rèn)的領(lǐng)先技術(shù)。據(jù)悉，8英寸研發(fā)中試線將專注于“超越摩爾”傳感器產(chǎn)品技術(shù)的開發(fā)，可以全面開展表面、體、3D微納加工以及新工藝、新器件、新系統(tǒng)的研發(fā)，并根據(jù)“超越摩爾”產(chǎn)品和技術(shù)特點(diǎn)部署了MEMS、硅光子、RF、硅基III-V族、3D集成、MR磁傳感、功率及生物等相關(guān)工藝和量測設(shè)備。作為國內(nèi)第一條先進(jìn)8英寸研發(fā)中試線，這條8英寸研發(fā)中試線不僅可承擔(dān)產(chǎn)品研發(fā)、小批量生產(chǎn)、技術(shù)培訓(xùn)、設(shè)備驗(yàn)證等服務(wù)，有助于提升研發(fā)的成功率，更將助力實(shí)現(xiàn) “超越摩爾”產(chǎn)品和技術(shù)從研發(fā)到量產(chǎn)無縫銜接，完善了國內(nèi)的“超越摩爾”生態(tài)鏈。

    以全球領(lǐng)先的“超越摩爾”8英寸研發(fā)中試線為支點(diǎn)，工研院試圖打造集研發(fā)、工程、市場、孵化的一體化功能平臺，為創(chuàng)新企業(yè)及合作伙伴提供全方位的服務(wù)和解決方案。本次峰會(huì)上，由工研院、國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金以及其他戰(zhàn)略投資人共同發(fā)起成立規(guī)模為50億元的“超越摩爾”產(chǎn)業(yè)基金，為創(chuàng)新企業(yè)提供關(guān)鍵的早期支持；并可提供軟硬件結(jié)合的孵化服務(wù)。