干勇院士:制造强国三大基础要素---新型信息技术、新材料和技术创新体系

日期: 2018-06-25 16:28:33 作者: 希测网 点击数:  

在第二十届中国科协年会上,中国金属学会理事长、中国工程院院士干勇作了《制造业强国的三大基础要素—新型信息技术、新材料和技术创新体系》主旨报告。以下为报告节选。

中国金属学会理事长、中国工程院院士很高兴和大家来交流一下制造业强国的三大基础要素,新型信息技术、新材料、技术创新体系,这是每个领域都必须具备的支撑条件。中国的制造业的强国战略,由中国工程院和工信部在国家层面共同发布的方针战略,我们坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展,用网络化、数字化、智能化抢占重要领域的先机。

分三阶段,第一阶段2025基本进入德国、日本第二方阵,2035年从这个方阵出来,到2050年和美国可以并驾齐驱。九大任务、10大重点领域和5项重大工程里面,我们最后凝练出来三大基础要素。大家看10个重点领域可以分为四个方面:一是新一代信息技术,新型信息技术基础要素,我们在五个领域统计一下网络与通信、先进计算、虚拟现实与数字媒体、信息安全、微电子与光电子,我们在和国际比较领跑、并跑、跟跑占的比例,在微电子与光电子领域,我们领跑只有5 % ,将近70 % 是跟在人家后面,而且差距很大。另一个是新材料,这是基础要素,高端装备占七个领域,高端装备里包括高端数控机床、机器人、航空航天装备、海洋工程和高技术船舶、先进轨道交通、新能源汽车、智能电网、数控机床等。新型信息技术IC包括了设计、制造、封装,受到了重大装备和关键材料的限制,差距比较大。我们芯片虽小,却是“国之重器”,装备制造的芯片相当于人的心脏,很重要。我们很快每个月需求300毫米的大硅片,将达到100万片,但是国内还是外商的生产厂家,只有20万片左右,我们每个月的缺口在80万片。1万片投资将近10亿美元,这不光是投资问题,还包括了大量的技术。特别是中兴通讯事件,体现我们核心芯片的大量依赖进口的缺点。核心技术不在我们手里,而且差了1.5到2代,中低端芯片对外依存度达到80 % ,高端芯片对外依存度超过90 % 。2017年我国服务器销售了255万台,但是服务器98 % 都是英特尔的x86的CPU指令集的服务器,尽管曙光、华为、联想及浪潮等国产厂商占据了主要的整机份额。但是材料的成本85 % 以上来自于国外供应商,技术受制于人。PC行业虽然我们早都实现了国产化,但是一些高端技术元器件,包括高端电容电感国产化率很低等等。现在CPU在国内差距很大,至少是两代以上。仅飞腾才用了ARM指令集,国产CPU生态环境在英特尔的压力下十分艰难。

内存:内存颗粒主要被韩国、美国垄断,硬盘行业也被国外垄断。IC材料和器件,所有的半绝缘碳化硅衬底、导电衬底及外延片是0,主要从美国进口。MEMS器件玻璃粉封装,自给率0 % ,电子信息功能陶瓷材料自给率0,都是在国外进口。高性能氮化物陶瓷粉底及基板自给率也是0,光刻胶自给率只有5 % 等等,高纯石英玻璃及制品、探测用的人工晶体主要来自于国外。

新一代信息技术产业需要重点补充短板的材料一大堆,特别是193纳米光刻胶完全空白。2025年我们制定了硅及硅基半导体材料发展重点目标,这是国家新材料重大专项方案刚刚出来编制,我们向国务院和科技部做了汇报,300毫米硅片产品由14nm提升到7mn水平等等,这是2025年的目标,特别是在新型半导体材料上,我们希望换道超车,比如说开发三维RRAM器件材料体系与结构单元,或包括更高容量的磁性随机存储芯片等等。

光电子器件,主要面向宽带光纤通信网络、物联网、数据中心、无人驾驶等等,但是硅基光电子集成芯片技术、混合光电子的集成技术,包括微波与光波的技术非常重要,成为我们当前的掣肘技术。如果我们在10个GP以上,速率光电子器件国产化几乎为零,光电子器件研发中心技术高、更迭迭代快,所以需要长期积累。中兴在光传输、数据通信和宽带接入等信息通信系统,光光交换、光复用收发器件与模块,从美国采购的光电子芯片与器件每年总金额达到31亿美元,占总采购额53 % 。

举例,中兴通讯卡脖子的产品,高速激光器芯片等等,100、200Gb / S相干光调制解调芯片,还有窄线可调激光器芯片全部进口。

光电子器件和集成是我们通信发展的关键。建立标准化的集成工艺标准,光交换和光互连的核心芯片集成技术已进行重点突破。我们必须要在超100G光传输技术上,大踏步前进,这里光电子和微电子的融合支撑产业升级和高质量的发展是我们要选择的一个道路。比如说氮化物半导体是唯一覆盖红外到紫外波场范围的半导的体系,包括Micro - LED新型显示技术。另外发展宽带同心合新型网络优势。我们移动通讯、新一代网络,特别是五代通讯网络在超高速、大容量、智能光传输和光交换方面一定要达到国际的高端水平。我们的光带通讯和信息网络要超低延伸了无线联通设计技术,大规模的天线配置等等,网络化系统,去蜂窝化、个性化和云化方面也比较取得突破。

在移动互联网方面我们是很强大的,但是我们应该在网络功能虚拟化、智能化、平台通用化方面,在移动互联网体系构架、基础芯片、软件方面要取得突破。自主可控的互联网关键技术非常重要,习总书记强调高端服务器和处理器必须自主可控。2018中国大数据产业博览会大数据安全高峰论坛,习近平总书记发去了贺信,要求保证我们的网络,特别利用我们的物联网、大数据、智慧城市、人工智能的优势,要大力研究自主可控的互联网关键技术,要真实可信、信息安全、访问授权、攻击预防、事后追溯、容器网络、分级控制。所以,要发展云计算与大数据的优势,这是我们重要的中心任务。

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