集成電路，是現代信息社會的基石。不只是我們日常使用的手機、電視機、計算機等各種電子設備廣泛使用集成電路，軍事、遙控、通訊等領域也都對集成電路有高度依賴。
每年，全球集成電路行業都有幾次重要的國際會議，而其中以國際固態電路會議最為重要，堪稱“業界風向標”。該會議始于1953年，是目前國際上規模最大、最權威、水平最高的固態電路國際會議，是全球最尖端芯片技術發表之地，有著集成電路行業“奧林匹克”大會的美譽。在60多年的辦會歷史中，眾多集成電路史上里程碑式的發明都在這里首次亮相。例如：世界上第一個TTL電路，世界上第一個GHz微處理器，世界上第一個CMOS毫米波電路等等。入選該會議的科研成果，都代表著當前國際集成電路領域的最高科技水平。
在日前舉行的第68屆國際固態電路會議（ISSCC 2021）上，兩款來自合肥的芯片驚艷亮相，為合肥邁向“中國IC之都”加速。
隔離電源芯片挑戰“物美價廉”
在此次大會上，中國科學技術大學程林教授課題組提出一種新型隔離電源芯片設計方案。該方案通過在單個玻璃襯底上利用三層再布線層，實現高性能微型變壓器的繞制，并完成與發射和接收芯片的互聯，有效提高了芯片轉換效率和功率密度，為今后隔離電源芯片的設計提供了一個新的解決方案。
隔離電源芯片在工業控制設備中對于保證系統的安全和可靠性起到至關重要的作用。之前由于受技術方面的限制，隔離電源芯片尺寸和成本一直降不下來。程林教授課題組創造性利用先進的晶圓級封裝技術，不僅完成芯片間的互聯，還實現了變壓器的繞制，克服了現有芯片設計中需要3顆甚至4顆芯片的缺點，使得隔離電源芯片可以實現更高的效率和更低的成本。
“這種晶圓級封裝特別適合大規模的生產，在大規模生產條件下，它的成本可以大大降低，比同款芯片可能效率提高了10個百分點，這意味著設備的使用壽命會大大加長，同時對設備的安全使用也有很大好處。 ”程林介紹說。此次，他所率課題組的相關成果以論文形式在該會議上發表并進行演示，得到專家一致認可。 “每年大約有200篇論文入選國際固態電路會議。這也是中科大首次以第一作者單位在該會議上發表論文。 ”程林說。
今年的全國兩會政府工作報告中提出要把科技自立自強作為國家發展的戰略支撐，這讓程林感到身兼更多責任。“作為一名高校科研人員，我要帶領團隊不斷提高創新能力，加快關鍵核心技術的攻關。同時，也要不斷加強人才的培養力度，為社會和企業輸送更多優秀人才。 ”
毫米波雷達芯片創全球新紀錄
在第68屆國際固態電路會議上，另一款誕生在合肥的芯片同樣引人矚目。這就是中國電子科技集團公司第三十八研究所發布的一款高性能77GHz毫米波芯片及模組，它在國際上首次實現兩顆3發4收毫米波芯片及10路毫米波天線單封裝集成，探測距離達38.5米，創造了全球毫米波封裝天線最遠探測距離的新紀錄。
據介紹，該芯片在24毫米×24毫米空間里實現多路毫米波雷達收發前端的功能，創造性地提出一種動態可調快速寬帶鳥聲信號產生方法，并在封裝內采用多饋入天線技術，大幅提升封裝天線的有效輻射距離，為近距離智能感知提供了一種小體積、低成本的解決方案。
此次發布的封裝天線模組包含兩顆38所自主研發的77GHz毫米波雷達芯片，該芯片面向智能駕駛領域對核心毫米波傳感器的需求，采用低成本工藝，單片集成3個發射通道、4個接收通道及雷達波形產生器等，主要性能指標達國際先進水平，在快速寬帶雷達信號產生等方面具有特別優勢，芯片支持多片級聯并構建更大規模的雷達陣列。
封裝天線技術很好地兼顧了天線性能、成本及體積，代表著近年來毫米波天線技術的重大成就。基于扇出型晶圓級封裝是封裝天線的一種主流的實現途徑，國際上大公司都基于該項技術開發了集成封裝天線的芯片產品。此次，38所團隊基于扇出型晶圓級封裝技術，創造性地采用了多饋入天線技術，有效改善了封裝天線效率低等問題，探測距離創造了新的世界紀錄。
據悉，該款毫米波雷達芯片取得的成果，有望拉動智能感知技術領域的又一次突破。下一步，38所將對毫米波雷達芯片進一步優化并根據應用需求的擴展以及技術的進步而改變，根據具體應用場景提供一站式解決方案。
共建集成電路“皖字”生態圈
集成電路產業是信息技術產業的核心。當前，全球集成電路產業正步入顛覆性技術變革時機，我國集成電路產業發展也迎來重大機遇。
集成電路是近年來我省重點打造的戰略性新興產業。依托“政產學研用金”等多要素聯動，我省在這一領域的技術優勢日益加強，僅中國科學技術大學近兩年就先后承擔了多項國家科研攻關項目，并在電源管理芯片、寬禁帶半導體器件以及半導體量子計算等領域實現了多項核心技術突破。
近年來我國集成電路產業快速發展，與此同時集成電路人才瓶頸問題也日益突出。雖然目前我國半導體從業人員每年都在快速增長，但總體還是缺人。有數據顯示，我國集成電路的人才缺口在30萬左右。
去年以來，江蘇、浙江、廣東等地都在集成電路人才培養上紛紛發力。今年2月，安徽大學成立集成電路學院，旨在打造集成電路科學與工程領域高端人才培養基地，創新人才培養體系和科技協同創新體系，服務集成電路產業發展。安大校長匡光力表示：“安徽大學選擇集成電路材料與技術作為主打方向，打造世界一流的材料科學的研究平臺。在最好的集成電路技術研究平臺上培養人才，利用這些學科開展技術探索，希望為安徽的電子產業發展提供新技術，輸送優秀人才。 ”
為了加快集成電路領域的優質資源向合肥乃至安徽聚集，形成集成電路產業生態圈，提升產業的核心競爭力和綜合實力，前不久，我省首家集成電路孵化中心在合肥市高新區成立，其載體空間達12000平方米，可同時容納60余家初創公司。中心將采取政府引導、產業化導向、市場化運作、專業化服務的開放營運模式，為高校和企業搭建產學研協同平臺，圍繞關鍵“卡脖子”技術難題及重點產品展開聯合研發，著力在消費電子、物聯網、5G通信、新能源汽車等應用領域實現重點突破。（記者 陳婉婉）