前沿導讀
美籍華裔數學家、中科院外籍院士丘成桐在訪談中指出,我們不停地在解決卡脖子問題,但是在被別人卡脖子的時候,你也是跟著人家的思路走,這樣永遠解決不了卡脖子的問題。你解決的只是別人給你創造的問題,而不是自己創造的問題,要想辦法創造自己的技術路線。
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基礎問題
丘成桐院士認為,當下解決卡脖子問題屬于被動應對,解決了這個問題,對方還會對下一個環節進行限制。想要擺脫這種被動局面,只有在基礎體系之上進行創新,才能在根源上解決受制于人的情況。
據《清華大學建設處》發布的資料顯示,丘成桐院士在“人文清華”講壇節目中表示中國科研人員過于習慣回答問題,很少去主動提出問題,這個情況一定要改變。提出一個好問題,就仿佛是長江流域里的一塊大石頭,當你提出問題并解決問題之后,這塊石頭被挪開,水流會變得通暢。甚至解決一個大問題后,還可以順便解決行業內的許多其他問題。
參考資料:
“人文清華”講壇 | 丘成桐:中國要培養大數學家,提出重要問題是關鍵-清華大學-文科建設處
丘成桐院士所說的情況是客觀存在的,典型例子就是芯片制造領域的浸潤式技術。
浸潤式技術的發明人是前臺積電副總經理林本堅,林本堅是典型的基礎科研人員,其主要鉆研的領域是光學成像。依托于集成電路產業的商業化發展,林本堅早年在美國IBM任職,隨后回到中國臺灣加入臺積電,退休之后在臺灣清華大學擔任講座教授。
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在臺積電任職期間,全球芯片產業進入到了技術瓶頸,光刻機的照明波長被卡在了193nm,無法向下發展。佳能、尼康選擇走傳統路線,試圖通過提升硬件配置讓光線波長縮短至157nm。
而林本堅則是通過光線過水折射的原理,推導出了在光源的后方加入超純水當做介質,光源打到超純水中形成折射效應,193nm的波長被成功縮短為134nm,直接解決了困擾全球芯片制造業的技術瓶頸。
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林本堅將該技術理論稱之為浸潤式,他拿著浸潤式技術找到尼康和佳能尋求合作,但是尼康和佳能已經在傳統路線上面投入太多資源,不想放棄,同時也并不相信林本堅一個人能解決困擾全球產業的技術難題,于是便謝絕了合作。
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僅次于佳能、尼康的光刻機企業是荷蘭的ASML,這個時候ASML已經憑借著PAS系列光刻機搶占到了一定規模的市場,但無法與技術儲備極強的日本企業競爭。
臺積電是ASML的客戶之一,林本堅通過臺積電的關系找到ASML尋求合作, ASML為趕超日本企業,選擇采用林本堅的浸潤式技術制造新一代的DUV光刻機。
2008年12月,ASML在日本半導體展會上面公開宣布旗下首款浸潤式DUV光刻機TWINSCAN NXT:1950i已實現量產,2009年上半年進行交付。該設備是跨時代的產品,具備雙工作臺系統,每小時可以處理200片晶圓,最高支持22nm制程的芯片制造。
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參考資料:
- ASML launches TWINSCAN NXT:1950i immersion lithography system | ASMLASML Logo
浸潤式技術是ASML稱霸光刻機產業的開始,一切源頭都是因為林本堅通過加入水作為介質,解決了困擾行業多年的技術難題。
深度融合
據《中國經濟網》新聞指出,基礎學科對于科技產業至關重要,國產EDA企業巨霖科技的董事長孫家鑫對媒體表示,EDA軟件作為集成電路行業產業皇冠上的“明珠”,其最底層的核心算法處處體現出與計算數學、應用數學的深度融合。
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想要解決卡脖子的問題,就必須從數學底層入手,公司圍繞網格和矩陣求解兩個底層技術,全部采用自主研發模式,為后續的發展奠定基礎。
幾何引擎也是被卡脖子的技術之一,該技術是CAD、CAE、CAM等工業軟件體系的核心組件,其主要內容也都與數學等基礎產業學科有關。
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參考資料:
多行業以數學“求解”產業卡脖子難題 - 教育 - 中國產業經濟信息網
從根源解決卡脖子問題,需要進行全鏈路體系的科技攻關。
針對全鏈路的發展體系,我國在制定的十五五規劃建議當中明確表示,卡脖子的根本就是基礎理論的研究跟不上,源頭和底層的東西沒有搞清楚。
核心技術的攻關絕不能是簡單的模仿性創新,這樣只會陷入“追趕-落后-再追趕”的循環,必須加強原始創新和顛覆性創新,從根本上解決原理性、基礎性問題,在新一輪的科技革命當中搶占先機。
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