科学院院士毛军发:中国信息技术发展面临三大机遇和四方面挑战

中国科学院院士、深圳大学校长毛军发指出，现代高新技术、人工智能的基础就是芯片和微系统，芯片就是过去的集成电路实现，微系统就是现在所讲的集成统技术实现，它有这样的对比关系。它也是从电路集成到系统集成一种变革或是跨越，也是后摩尔定律时代发展的方向，也是国家半导体技术能变道超车发展的历史机遇。

  4月7日，第十一届中国电子信息博览会(简称电博会，CITE 2023)在深圳开幕。本届电博会以“创新引领，协同发展”为主题，展会面积达8万平米，设立了CITE品牌创新主题馆、新型显示及应用馆、新一代信息产业智造馆、智能汽车技术馆、基础电子馆等5大展馆，聚焦了智慧家庭、新型显示、高端半导体、信创、大数据与存储、基础元器件、智能网联汽车等7大主题，1200多家参展企业参展，众多新产品、新技术、新服务、新模式、新趋势、新理念将集中首发。

  在上午的论坛活动中，中国科学院院士、深圳大学校长毛军发分析了中国信息技术发展所面临的机遇、挑战。他将机遇归纳为三点：

· 中国信息基础设施不断完善，据统计中国铺设光纤的总长度超过了全世界其他所有国家光纤长度之和，这是多么恐怖?他表示，不管此数据准确与否，但国家在这方面很厉害。

· 5G商用化使用将进一步拓展信息技术应用的深度与广度。

· 人工智能时代的到来把信息化提升到新的高度。

  当然有机遇也有挑战。他将挑战从四个方面进行归纳：

· 信息化的核心技术受制于人，缺芯少魂；

· 信息安全与舆情掌握；

· 信息化基础设施总体来说不错，但是城乡差距较大、东西差距也较大，落后的农村地区即使有钱，也不一定愿意信息化，一旦信息化就有人员要下岗；

· 现有科学理论支撑新技术跑多远?这也是一个挑战。他指出，摩尔定律、香农定理都面临极限挑战，需要新的理论突破。

  对于为何芯片对中国这么难?毛军发认为有两点原因：

1. 集成电路是一个国家综合科技实力乃至综合国力的反映

2. 先进技术受西方封锁瞻前顾后；产学研脱节

  他认为，集成电路是国家综合科技实力和综合国力的反映，需要物理、化学、机械、材料等环节创新，缺一不可。此外，建设集成电路产线还需要庞大的资金以及大量的高端人才，以及大规模市场，这些是弱小国家所不能承受的。

· EDA落后的原因

- 研究算法的较多，但很零散，没有规划、集成，没有形成能力

- 大型软件工程能力较弱，经验较少；用户不原意用国产软件工具，恶性循环 

  他指出，具体到EDA、装备、材料、器件落后各有各的原因，EDA设计工具，中国缺少能够把不同的算法、小的软件模块集成在一起的大公司，像美国的公司有这样的江湖地位，他们集成了全世界数百个软件模块，才有如今的软件功能和地位以及市场占有率，中国缺这样的大企业。

· 装备落后的原因

- 整体能力和市场环境等多方面因素

· 器件与电路落后的原因

- 材料落后；工艺的精细度、稳定性不足，缺工匠精神

  他指出，材料落后，因素也很多，包括器件，其中重要的一个因素是中国还缺少一些“工匠精神”，缺少十年坐冷板凳精益求精的精神。从政府层面来讲，很多政府部门领导存在瞻前顾后，芯片自主研发稍有犹豫，时间耽搁掉了，同时产学研脱节也是一个因素。

 

  他还表示，现在集成电路主要有两个发展方向：一是延续摩尔定律，把晶体管再继续做小，但是已经面临摩尔定律极限挑战，再走下去越来越困难；二是超越摩尔定律，他认为超越摩尔定律不太好，可绕道摩尔定律，不走摩尔定律，包括量子技术、量子计算、光子计算。他介绍了一种新技术集成系统技术，主要是基于对芯片四个方面的分析：

· 芯片只是一个手段，不是目的，系统才是目的，某芯片上面有几十亿个晶体管也是没用的，必须放在系统里才能发挥作用；

· 摩尔定律面临挑战，芯片再发展下去难度越来越大；

· 传统的集成电路前道的芯片设计加工与后道的封装集成界限越来越模糊；

· 过去传统的电子封装技术采取分立的步骤，因此他的团队参照集成电路IEC的思想提出集成系统。

  此外，毛军发还指出，现代高新技术、人工智能的基础就是芯片和微系统，芯片就是过去的集成电路实现，微系统就是现在所讲的集成统技术实现，它有这样的对比关系。它也是从电路集成到系统集成一种变革或是跨越，也是后摩尔定律时代发展的方向，也是国家半导体技术能变道超车发展的历史机遇。

 

  封装中的天线，直接封装进去或是做在天线中，也是一种集成的体验。多功能无源元件，体现集成系统的思想是异质异构技术。

 

  异质异构美国非常清楚，核心内容之一就是异质异构集成，他们希望通过异质集成使得整个电子系统性能、能力再提高100倍，同时体积、功耗、成本再下降到目前的1%，效果和过去摩尔定律的效果一样，只不过手段不一样。日本、韩国都有相应的战略计划，中国也有各种计划在推出。