中國內(nèi)地在ISSCC、IEDM、VLSI三大會議的發(fā)文數(shù)量大幅提升,彰顯高校集成電路研究水平
每年,IEEE都舉辦一系列國際性的研討會,不過在半導體和集成電路領域,最有盛名的當屬ISSCC(International Solid-State Circuits Conference,國際固態(tài)電路會議)、IEDM(International Electron Devices Meeting,國際電子器件會議)、VLSI(Symposium on VLSI Technology and Circuits,超大規(guī)模集成電路技術和電路研討會),這三大會議,并稱集成電路和半導體領域的“奧林匹克盛會”。
ISSCC始于1954年,是在每年的1月或2月召開,討論的議題包括模擬電路、數(shù)字電路、電源管理、圖像/MEMS以及機器學習的等集成電路設計方向前沿進展。在ISSCC近70年的歷史里,眾多集成電路歷史上里程碑式的發(fā)明都是在這上面上首次披露。比如第一個TTL電路 (1962年),第一個集成模擬放大器電路(1968年),第一個容量1K的DRAM (1970年), 第一個8位微處理器 (1974年)和第一個32位微處理器 (1981年),第一個容量1M的DRAM (1984年)和第一個容量1G的DRAM (1995年),第一個集成GSM 收發(fā)器 (1995年),第一個GHz的微處理器 (2002),第一個多核處理器 (2005年)等等。注意:ISSCC論文截稿時間9月初,會議時間第二年的2月。
IEDM始于1955年,最早是在10月召開,從1972開始固定在12月召開,會議時間最初是2天,從1961年會議時間生長至3天;會議討論的議題涵蓋制造、設計、物理和建模等各個方面,從最先進的CMOS工藝到Memory和顯示技術,從化合物半導體到納米器件,從MEMS到智能電源等。1962年的論文中首次提到MOSFET;1975年戈登·摩爾在IEDM大會上發(fā)表《Progress in Digital Integrated Electronics數(shù)字集成電子工業(yè)的進展》的報告,對摩爾定律進行了重新修正。注意:IEDM論文截稿時間7月中,會議時間當年12月。
這兩大會議都是由美國半導體界主導的,到了1980年代,日本的半導體已經(jīng)超越美國,日本半導體產(chǎn)業(yè)界就開始要自立門戶,要創(chuàng)辦日本人主導的大會。
于是在1981年,超大規(guī)模集成電路技術研討會(Symposium on VLSI Technology)正式舉行,主要在年中舉行,位于ISSCC和IEDM會期的中間,主要討論超大規(guī)模集成電路制造和設計。1988年舉辦的功率半導體和電路領域的頂級國際學術會議ISPSD(International Symposium on Power Semiconductor devices and ICs)也是日本半導體界從IEDM會議中強力分立出來的。注意:VLSI論文截稿時間2月初,會議時間當年 6月。
ISSCC、IEDM、VLSI三大會議在國際半導體和集成電路領域的學術界以及工業(yè)界均享有很高的學術地位和廣泛影響,主要是源于會議文章不僅需要學術上的創(chuàng)新,更需要體現(xiàn)成果的產(chǎn)業(yè)價值和技術前沿性。每年英特爾(Intel)、IBM、三星(Samsung)、IMEC和臺積電(TSMC)等國際知名半導體公司以及世界知名高校都會在三大會議上發(fā)布各自最新研究進展。
ISSCC、IEDM、VLSI三大會議源遠流長,特別是ISSCC、IEDM都是在集成電路發(fā)明之前就開始舉辦了,可謂是一路伴隨半導體和集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
中國內(nèi)地在三大盛會的腳步
中國半導體界第一次在世界上發(fā)出聲音就是在IEDM。1979年,當時在陜西微電子研究所(現(xiàn)西安微電子技術研究所)工作的黃敞先生代表中國大陸第一次登上了世界半導體的講臺,發(fā)表了題為《Transient response of I2L》的論文,和IBM、德州儀器、通用電子、東芝等分在《SESSION 8:集成電路-先進雙極集成電路》并于1979年12月4日進行了演講,這是黃敞先生以一作身份發(fā)表的第三篇文章,早在美國工作時,1955年和1956年就以第一作者的身份在IEDM上發(fā)表了兩篇論文(其中一篇的合作者是臺積電創(chuàng)始人張忠謀),那時IEDM剛起步;1980年成都電訊工程學院(現(xiàn)電子科技大學)教授毛鈞業(yè)的論文入選IEDM,這是中國內(nèi)地高校在世界上首次發(fā)聲;在沉寂了24年后,2004年中國半導體界找回了感覺,中芯國際、清華大學、中科院上海微系統(tǒng)所分別代表工業(yè)界、學術界和研究界在IEDM齊齊發(fā)聲,向全球同行展示了國內(nèi)在半導體技術上的長足進步。
2005年中國內(nèi)地雖然在IEDM出現(xiàn)空窗期,但是卻在ISSCC和VLSI實現(xiàn)了突破,成功實現(xiàn)首發(fā)。
2005年ISSCC首次錄用中國內(nèi)地的論文的作者來自工業(yè)界的艾迪悌新濤科技(新濤科技創(chuàng)辦于1997年,2001年被艾迪悌以8500萬美元收購,新濤科技創(chuàng)始人之一楊崇和2004年再創(chuàng)辦瀾起科技);2006年入選論文來自科研機構(gòu)中科院半導體所;2007年,鼎芯通訊發(fā)布了CMOS TD-SCDMA射頻收發(fā)芯片,這是首顆在ISSCC發(fā)布的中國芯;2008年清華大學代表中國內(nèi)地高校亮相。
2005年VLSI電路會議首次錄用中國內(nèi)地論文的作者來自中科院半導體所石寅研究員團隊;但是VLSI技術會議首次錄用中國內(nèi)地論文的時間是2008年,文章來自北京大學康晉鋒教授團隊。
從2005年以后,中國內(nèi)地在三大會議上不再缺席。
高校方面,2007年北京大學、復旦大學在IEDM首發(fā);2009年復旦大學在ISSCC實現(xiàn)首發(fā);2010年復旦大學在VLSI電路和技術都實現(xiàn)首發(fā),2011年上海交通大學在IEDM首發(fā);2013年浙江大學在IEDM首發(fā);2014年重慶大學在VLSI技術都實現(xiàn)首發(fā);2016年西安電子科技大學、浙江大學、中山大學在IEDM首發(fā),2016年電子科技大學、南京理工大學在VLSI電路實現(xiàn)首發(fā);2017年南京大學、山東大學、天津大學在IEDM首發(fā),2017年清華大學在VLSI電路實現(xiàn)首發(fā);2018年北京大學、電子科技大學在ISSCC實現(xiàn)首發(fā),2018年華中科技大學、南方科技大學在IEDM首發(fā);2019年上海交通大學在ISSCC實現(xiàn)首發(fā),2019年北京航空航天大學在IEDM首發(fā),2019年東南大學、浙江大學在VLSI電路實現(xiàn)首發(fā);2020年天津大學、西安交通大學在ISSCC實現(xiàn)首發(fā),2020年南京郵電大學在IEDM首發(fā);2021年浙江大學、中國科技大學在ISSCC實現(xiàn)首發(fā),2021年華東師范大學在IEDM和VLSI技術實現(xiàn)雙首發(fā),2021年西安交通大學在IEDM首發(fā);2022年東南大學、中國科技大學、西湖大學在IEDM首發(fā)。
科研機構(gòu)方面,2011年中科院計算所在ISSCC上實現(xiàn)首發(fā),2014年中科院微電子所在IEDM首發(fā);2015年中科院半導體所在IEDM首發(fā); 2016年中科院微電子所在VLSI技術都實現(xiàn)首發(fā);2020年之江實驗室、中科院蘇州醫(yī)工所在IEDM首發(fā),2020中科院微電子所在VLSI電路實現(xiàn)首發(fā);2021年中電科38所、中科院微電子所在ISSCC實現(xiàn)首發(fā)。
工業(yè)界方面,首先是美國在華獨資企業(yè)率先發(fā)力,2016年ADI上海在ISSCC實現(xiàn)首發(fā);2017年ADI北京在ISSCC實現(xiàn)首發(fā),2017年Marvell上海在VLSI電路實現(xiàn)首發(fā);2018年新驅(qū)創(chuàng)柔光電、有研集團在IEDM首發(fā),2018年ADI上海在VLSI電路實現(xiàn)首發(fā);2020年線易電子在ISSCC實現(xiàn)首發(fā),2020年紫光國芯在IEDM首發(fā);2021年百度、南京低功耗研究院在ISSCC實現(xiàn)首發(fā);2022年紐瑞芯科技在ISSCC實現(xiàn)首發(fā),2022年合肥??莆?、A1(大家都知道的公司)在VLSI技術實現(xiàn)首發(fā)。在中國工業(yè)界在ISSCC和IEDM都實現(xiàn)首發(fā)后,2022年中國內(nèi)地工業(yè)界也在VLSI實現(xiàn)了首發(fā)。有更多的公司與高校和科研機構(gòu)合作,包括華虹宏力、兆易創(chuàng)新、武漢新芯、天馬微、華潤上華、長鑫存儲等。
中國內(nèi)地三大會議論文情況
ISSCC、IEDM、VLSI三大會議歷年總共錄用超過26500篇論文,平均每個會議每年錄用超過200篇文章。近兩年來,IEDM錄用中國內(nèi)地的論文約30篇,約占15%;ISSCC錄用中國內(nèi)地的論文在20篇以內(nèi)約占10%;VLSI錄用中國內(nèi)地的論文約10篇,約占10%。
截止2022年,包括IEDM2022還未演講的論文,中國內(nèi)場共計在三大會議發(fā)表文章394篇,其中IEDM有235篇,ISSCC有94篇,VLSI有65篇。中國內(nèi)地在三大盛會都實現(xiàn)論文發(fā)表的單位有9家,分別是北京大學、清華大學、中科院微電子所、復旦大學、浙江大學、電子科技大學、東南大學、中國科技大學、中科院半導體所(按論文發(fā)布總數(shù)排名)。
北京大學、清華大學位居論文數(shù)量前兩位,兩大高校各有側(cè)重,北京大學在IEDM數(shù)量上占有絕對優(yōu)勢;而清華大學在ISSCC和VLSI的數(shù)量都位居內(nèi)地高校首位。
北京大學黃如教授團隊自2007年在IEDM實現(xiàn)首發(fā)后,已經(jīng)連續(xù)16年在IEDM上展示其強大研究實力;2018年更是以9篇入選數(shù)量成為IEDM 2018接收來自全世界論文最多的高校,這也是IEDM歷史上首次由中國內(nèi)地高校在論文數(shù)量上領銜;隨后2021年以7篇入選數(shù)量、2022年以12篇入選數(shù)量成為當年會議接收來自全世界論文最多的高校。至今已經(jīng)累計在三大會議發(fā)表論文104篇,居中國內(nèi)地各單位之首,其中82篇IEDM(居中國內(nèi)地各高校之首),ISSCC和VLSI各11篇。
清華大學已經(jīng)累計在三大會議發(fā)表論文81篇,其中38篇IEDM,28篇ISSCC(居中國內(nèi)地高校之首),15篇VLSI(居中國內(nèi)地高校之首)。
中科院微電子所已經(jīng)累計在三大會議發(fā)表論文42篇,其中27篇IEDM,1篇ISSCC,14篇VLSI。論文主要出自劉明院士團隊。
復旦大學已經(jīng)累計在三大會議發(fā)表論文25篇,15篇ISSCC,5篇VLSI,5篇IEDM。其中2012年的論文是中國內(nèi)地高校在ISSCC會議上第一次發(fā)表關于處理器方面的文章。
電子科技大學已經(jīng)累計在三大會議發(fā)表論文15篇,其中張波教授團隊自2009年以來持續(xù)在ISPSD(國際功率半導體器件討論會)大會上發(fā)表文章,發(fā)文累計超過80篇,更是在2020年首次成功入選IEDM,打破了學校自1980年以來的40年在IEDM的沉寂,同時該論文的擴展版本受邀發(fā)表在電子器件領域權威期刊IEEE T-ED的Special issue(Extended Versions of Outstanding Student Papers Presented at IEDM 2020)上。2018年電子科技大學在ISSCC上實現(xiàn)突破;2016年在VLSI上實現(xiàn)首發(fā)。
浙江大學已經(jīng)累計在三大會議發(fā)表論文22篇,13篇IEDM,5篇ISSCC,4篇VLSI。
東南大學楊軍教授團隊2019年在ISSCC上發(fā)表的論文不僅實現(xiàn)東南大學的開門紅,也是首篇中國內(nèi)地存儲相關論文入選,2020年ISSCC上發(fā)表AI芯片亮點論文;而在VLSI方面,楊軍團隊在2019年也實現(xiàn)首發(fā)。孫偉鋒教授團隊從2012年開始持續(xù)在ISPSD(國際功率半導體器件討論會)大會上發(fā)表文章,2021年在ISSCC會議實現(xiàn)首發(fā),2022年在IEDM發(fā)表的兩篇論文也是東南大學在IEDM會議取得突破。
北京航空航天大學趙巍勝教授團隊從2019年在IEDM首發(fā)自旋芯片相關論文以來,已經(jīng)發(fā)布5篇,在2021年更是以3篇的入選數(shù)量成為入選自旋芯片領域論文最多的單位。
山東大學在2016年引入陳杰智教授后,從2017年開始至今,已經(jīng)在IEDM發(fā)表了8篇論文。
西安電子科技大學郝躍院士團隊憑借在寬禁帶半導體的核心設備、材料生長到器件研制的重大創(chuàng)新,自2016年以來,已經(jīng)在IEDM上發(fā)表4篇論文;而在超寬禁帶半導體方面,也在學術期刊上發(fā)表了多篇文章。
中國內(nèi)地高校的芯片研發(fā)逐步加強
394篇論文中,來自高校的有312篇,來自研究機構(gòu)的有63篇,特別是近年來呈現(xiàn)明顯的上升趨勢,這也充分說明中國內(nèi)地高校在芯片設計方面的實力開始顯現(xiàn)。
2007年北京大學黃如教授團隊在IEDM會議首次發(fā)表中國內(nèi)地集成電路主流MOS器件方面的論文后,已經(jīng)連續(xù)16年在IEDM發(fā)表相關論文。
在PLL方面:2008年清華大學代表中國內(nèi)地高校首次亮相ISSCC,王志華教授團隊博士生喻學藝依靠PLL論文成為中國內(nèi)地第一個獲頒ISSCC Silk Road Award絲綢之路獎的學生。在2009年,喻學藝和復旦大學唐長文教授團隊的博士生盧磊分別發(fā)表PLL論文,標志著中國內(nèi)地PLL的研究已經(jīng)達到世界先進水平。
中國內(nèi)地處理器在ISSCC實現(xiàn)三連貫:2011年中科院計算所龍芯3B處理器發(fā)布,這是中國內(nèi)地第一次發(fā)表關于處理器方面的文章;2012年復旦大學在ISSCC上介紹了一款16核處理器的設計,這是是中國內(nèi)地高校在ISSCC會議上第一次發(fā)表關于處理器方面的文章;2021年中科院計算所龍芯3B1500處理器發(fā)布,采用32nm高K金屬柵工藝,硅片面積182.5mm2,晶體管數(shù)目達到11億個,集成8核心向量處理器,峰值運算能力可達192GFLOPS。
在ADC/DAC方面:首先在DAC上取得突破,2005年中科院半導體所石寅團隊的倪衛(wèi)寧在VLSI發(fā)表中國內(nèi)地第一篇有關DAC的論文;2018年電子科技大學李強教授團隊的陳海文在VLSI發(fā)表中國內(nèi)地第一篇有關ADC的論文;2020年清華大學劉佳欣與孫楠教授團隊在ISSCC發(fā)表完成中國內(nèi)地第一篇ADC論文。
可重構(gòu)計算、人工智能方面:清華大學尹首一教授、劉雷波教授和魏少軍教授團隊、劉永攀教授團隊、吳華強教授和錢鶴教授團隊在ISSCC、VLSI近年持續(xù)發(fā)表論文。
在存儲方面,中國內(nèi)地高校有多個團隊在對DRAM、3D FLASH和新型存儲進行研究,包括劉明院士團隊(中科院微電子所、復旦大學)、北京大學黃如院士團隊、清華大學吳華強團隊、東南大學楊軍教授團隊、北航趙巍勝教授團隊等,安徽大學在存儲研究方面也實力不俗;而在存內(nèi)計算方面,高校研發(fā)團隊更是不可算數(shù)。
后記
394篇論文中,來自中國內(nèi)地產(chǎn)業(yè)界的只有11篇,算上外資企業(yè)的也不過19篇,說明我國產(chǎn)業(yè)界在原始創(chuàng)新方面,還有很長的路要走。反觀臺灣省,僅僅臺積電2022年在IEDM上就發(fā)表了13篇一作,還有多篇合作論文。
針對國內(nèi)有網(wǎng)友評論說目前內(nèi)地工業(yè)界不一定要在會議上發(fā)表論文來證明自己,有業(yè)界專家表示,近年來,工業(yè)界在三大會議上發(fā)表的論文數(shù)量有所下降,但仍占有每年40%的數(shù)量。40%被錄用的稿件來自工業(yè)界,很難下結(jié)論說這是或者不是一件好事。大多數(shù)企業(yè)對于技術研發(fā)和宣傳的態(tài)度,是以商業(yè)驅(qū)動為主導,不排除部分企業(yè)借會議平臺來擴大自身的影響力。但三大會議對于文章的錄用是有嚴格的標準的,其程序委會員的委員可不是白吃飯的,如果企業(yè)投稿不能詳細說明令人認同的技術細節(jié),是不可能被錄用的。對于在三大會議上發(fā)表論文,產(chǎn)業(yè)界不可太看重,但也不可太看重。目前主要的矛盾是吃不到葡萄,而不是葡萄酸不酸的問題。
另外在我國一個較迫切的問題是要堅定的走產(chǎn)學研相結(jié)合的道路。今天,由政府資金推動的大量科研項目,取得了豐富的科研成果,但總體上技術轉(zhuǎn)化率可能并不高。只有企業(yè)在高??蒲许椖可贤度刖揞~資金時,對于技術成果轉(zhuǎn)化的要求才會更迫切,高校所受到壓力和推動力也更大,也將更務實高效。
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