编者按:
2024年11月14日,北京大学科技医史系与北京大学教务长办公室联合开设的本科生思政选择性必修课程——《科技史上的北京大学》在一教201进行,受北京大学集成电路学院院长蔡一茂教授之邀,由该院黄芊芊教授担任主讲,主题为《为天地立“芯”:科技自立自强之路上的“芯”火相传》。本讲系统梳理了北大集成电路学科自上世纪五十年代以来的发展历程,对未来学科发展方向进行了展望。
1.集成电路发展史与学科简介
黄芊芊教授向同学们系统介绍了集成电路的起源与发展,包括“第一台”计算机的诞生、晶体管与集成电路的发明以及摩尔定律的提出,让同学们对集成电路的早期历史有了初步认识。随后黄芊芊教授结合自身研究经验,介绍了北大集成电路先进逻辑器件研究的工作。为了突破当前我国集成电路发展所遇到的制约与瓶颈,北大集成电路与中芯国际联合攻关,研制了世界首个基于新型隧穿晶体管的极低功耗微控制器芯片,从集成电路最核心的晶体管层面解决了现行CMOS电路芯片的功耗瓶颈问题,为具有我国自主知识产权的超低功耗集成电路技术和产业发展奠定了重要基础。
面向国家重大战略需求和后摩尔时代集成电路前沿挑战,进一步研究集成电路先进工艺节点超低功耗新原理器件及应用,与国内集成电路龙头企业开展产学研深度合作,持续推动相关领域的原始创新和产业应用。面向芯片碳中和愿景,未来将基于先进节点逻辑和存储工艺制造平台,以超低功耗新原理器件为抓手,助力打造后摩尔时代集成电路绿色底座,构建先进新原理感存算一体系统。
2.忆往昔创集成电路学科自强之“芯”
站在今日回望往昔,黄芊芊教授为同学们播放了回忆北大集成电路史的视频,把大家共同带回学科草创时期,逐一回顾了学科发展的重大节点。1956年,黄昆先生领衔在北大创办的“五校联合半导体专门化”是我国半导体科学技术研究和人才培养的发源地。1976年,诞生中国第一款大规模集成电路(1Kb DRAM),获得全国科学大会奖,1978年,北大正式设立微电子专业,1990年获批“微电子学与固体电子学”博士学位授予点,2003年成为首批国家集成电路人才培养基地,2012年获批为国家首批集成电路工程博士招生试点单位,2015年,成为首批国家示范性微电子学院, 2019年,首批国家集成电路产教融合平台,2020年、2021年“微电子科学与工程”和“集成电路设计与集成系统”分别入选国家和北京市一流本科专业建设名单。2021年,为响应国家号召、服务国家战略,推动我国集成电路学科发展,北京大学正式成立了集成电路学院,并获批全国首批“集成电路科学与工程”一级学科博士学位授权点,纳入“双一流”建设学科清单。2022年,成为首批标杆全国重点实验室(微纳电子器件与集成全国重点实验室),并于同年完成首批重点实验室的重组。同时,还向同学们介绍了黄昆院士、王阳元院士和黄如院士在北大集成电路学科的建设做出的贡献以及在集成电路领域上的成就。三位前辈的事迹以及其艰苦奋斗和精神与爱国情怀激励着我们在我国集成电路的发展而努力奋斗。
3.展望未来解产业发展之需
我国集成电路产业的发展现状可概括为“高需求”与“低产能”。尽管我国是世界电子产品制造中心,也是全球最大的集成电路“消费”中心,然而国产芯片占有率很低,对外依赖度非常高,暴露出中国电子信息产业“缺芯少魂”的现实。我国集成电路人才需求和从业者之间的缺口比较大,有经验的高水平从业者不足。受到国际形势的影响,我国集成电路产业发展受到重重限制。北大集成电路学科为中国集成电路的发展做出了不懈努力,2021年集成电路学院成立,建立起“1+2+N”体系化创新平台集群,助力集成电路的研究及相关产业的发展。
黄教授希望借本次课程,使同学们对北大集成电路学科有所了解,认识到当前国内集成电路先进制造产业的不足。并鼓励同学们要敢于走出象牙塔,敢于啃硬骨头,甘于坐冷板凳,脚踏实地,为我国集成电路产业的发展开辟一片新天地。
4.“芯”怀天下,集成梦想
党的二十大报告指出,“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑”。在二十大精神的指导下,国家政策对集成电路产业的发展给予支持,重点培养相关领域的人才,探索形成中国特色、世界水平的工程师培养体系,为培养卓越工程师打造样板。强化标准体系建设,做实产教融合机制,明确学科建设标准和人才培养规格。北京大学集成电路学科将继续强化使命担当,以更高的教学质量、更严格的学术标准、更有效的培养管理模式,凝聚一批心系祖国和人民,不畏艰难、勇攀高峰的科研人员,打造一支敢为人先、潜心研究的高质量人才队伍,为科学技术进步、人民生活改善、中华民族发展积极贡献力量。