从一场集成电路领域最高逼格的国际会议看中国半导体的竞争力现状
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每年的1月或2月,正是中国人欢庆春节的时候。而在大洋彼岸的美国,全球半导体人士也聚集加州旧金山,参加ISSCC(国际固态电路会议)。
今年2月5日--9日将在美国加州旧金山万豪酒店召开。
1、什么是ISSCC?
ISSCC(国际固态电路会议)是“IEEE International Solid-State Circuits Conference”的缩写,是国际学术界和企业界公认的集成电路设计领域最高级别会议,被认为是集成电路设计领域的“世界奥林匹克大会”。每年吸引了超过3000名来自世界各地工业界和学术界的参加者。
ISSCC始于1954年,每年一届,是由IEEE固态电路协会(SSCS)主办的最著名的半导体集成电路国际学术会议。ISSCC也是世界上规模最大、水平最高的固态电路国际会议,历届都有遍及世界各地的数千名学术、产业界人士参加。
在ISSCC60年的历史里,众多集成电路历史上里程碑式的发明都是在这上面上首次披露。比如世界上第一个TTL电路 (1962年),世界上第一个集成模拟放大器电路(1968年), 世界上第一个1kb的DRAM (1970年), 世界上第一个CMOS electronic wristwatch (1971年), 世界上第一个8-bit microprocessor (1974年), 世界上第一个32-bit microprocessor (1981年), 世界上第一个1Mb的DRAM (1984年), 世界上第一个1Gb的DRAM (1995年), 世界上第一个集成 GSM transceiver (1995年), 世界上第一个GHz的微处理器 (2002), 世界上第一个多核处理器 (2005年)等等。
2、ISSCC的起源
1954年首次会议的早期参与者属于无线电工程师协会(IRE)电路理论小组和IRE晶体管电路委员会。会议在费城举行。后来在AIEE和IRE合并成为当今的IEEE。
第一次会议包括六个组织的论文:Bell Telephone Laboratories, General Electric, RCA, Philco, Massachusetts Institute of Technology and the University of Pennsylvania。注册费为4美元(提前注册为3美元),注册的人数为601人。
1954年会议的名称出现在各种出版物和文件中:“晶体管会议”,“晶体管电路会议”,“费城会议”或“国家晶体管电路会议”。
1960年会议名称固定为“国际固态电路会议”。
虽然ISSCC成立于费城,在20世纪60年代中期,美国半导体开发中心向西移动。 1978年,该会议在纽约的替代海岸举行,很快取代费城。
1990年,旧金山成为会议的永久之家。
2011年,ISSCC的会期固定为五天。
3、ISSCC涉及的电路领域
近年来,ISSCC的论文涉及的集成电路领域包括九个Track:
模拟电路(传统模拟电路、模拟电源管理);
数据转换器(ADC/DAC/TDC);
数字架构与系统(处理器、通信与多媒体电路、人工智能);
数字电路(时钟、数字电源管理);
IMMD(图像、MEMS、生物医学、显示);
存储器(存储单元、控制器);
射频与无线系统(收发机、毫米波、太赫兹);
有线通信(SerDes/2.5/3D互联);
前沿工艺设计(非硅集成电路、量子、柔性材料)。
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4、今年ISSCC的议程
最近几年的ISSCC都是从周日开始,周四下午结束。今年同样如此。
今年周日白天是课程和论坛,可以从10个课程中最多选择4个(有四个时间点可选);或从2个全天的高级论坛中选择1个。
晚上是有两个活动,一个是以“智能机器”为主题的专题会议;一个是学生研究预览(Student-Research Preview)。
周一上午是四个主题报告,分别是台积电(TSMC)的研发副总裁Cliff Hou(《A Smart Design Paradigm for Smart Chips》,演讲内容是结合3D封装和SoC技术的智能芯片设计新模式),德州仪器(TI)的首席技术官Ahmad Bahai (《Dynamics of Exponentials in Circuits and Systems》,演讲主题是集成电路业的多维创新模式), 耶鲁医学院教授Jonathan Rothberg(《The Development of High-Speed DNA Sequencing: Jurassic Park, Neanderthal, Moore, and You》,演讲主题是有关DNA测序)以及TU Delft的教授Lieven Vandersypen(《Quantum Computing-The Next Challenge in Circuit and System Design》,演讲主题是关于量子计算)。
周一下午到周三下午,共计安排有28个Session 论文报告卖场。
周四安排有一个短期课程和4个专业论坛,要单独付费。
5、我国在ISSCC的入选论文情况
一般在学界,每年有稳定的ISSCC paper发表可以很好地代表了一所学校、一个实验室或是一位教授在本领域所具有的世界级研究水平。
记得2014年清华大学微电子学研究所教授王志华说过,在ISSCC上发表论文,至少要满足四个条件:一是设计的电路要最好或是首个设计电路;二是要从原理上说明为什么你提交的电路论文是最好的;三是设计的IC有什么功能,会产生什么样的影响力;四是要经流片验证确实可实现运行。
由于受国内半导体产业发展水平的限制,长期以来,ISSCC都与我们无缘,直到2005年,51岁的ISSCC才第一次听到来自中国大陆的声音。
我国自2005年在ISSCC上实现零的突破,至2017年,我国共有19篇论文入选,主要集中在模拟和处理器方面。
19篇论文中,清华大学6篇,复旦大学6篇,中科院3篇,产业界有4篇(3篇是外资公司撰写)。
值得庆贺的是清华大学王志华教授和李宇根教授团队3年共入选5篇,2008年、2009年连续两年入选,2014年更为惊人,一年3篇入选。
而复旦大学连续四年(2011、2012、2013、2014)都有论文入选。
图: 我国从2005-2017年在ISSCC上发表的文章数变化(赵元闯整理制图)
图:2005-2017年我国在ISSCC发表的论文情况(赵元闯整理制图)
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6、思考
我国在ISSCC上平均每年入选仅有1.5篇,其中16篇来自大学和研究所等学术机构,我国产业界只有4篇入选(3篇为外资企业撰写),2017年还依靠ADI北京公司论文才避免再次挂零的情况。我国本土产业界只有1篇文章在ISSCC发表,这说明我国产业界在原始创新方面,还有很长的路要走。
实际上不管是从投稿数还是入选数量上,我们都处于在很低的数量级上,表明在集成电路设计方面的水平和世界最顶尖水平还是存在明显的差距。
针对国内有网友评论说目前产业界不一定要在ISSCC上发表论文来证明自己,有业界专家表示,近年来,产业界在ISSCC上发表的论文数量数量有所下降,但仍占有每年一半的数量。一半被录用的稿件来自产业界,很难下结论说这是或者不是一件好事。大多数企业对于技术研发和宣传的态度,是以商业驱动为主导,不排除部分企业借ISSCC这一平台来扩大自身的影响力。但ISSCC对于文章的录用是有严格的标准的,其九大委会员的委员可不是白吃饭的,如果企业投稿不能详细说明令人认同的技术细节,是不可能被录用的。对于在ISSCC上发表论文,产业界不可太看重,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问题。
另外在我国一个较迫切的问题是要坚定的走产学研相结合的道路。今天,由政府资金推动的大量科研项目,取得了丰富的科研成果,但总体上技术转化率可能并不高。只有企业在高校科研项目上投入巨额资金时,对于技术成果转化的要求才会更迫切,高校所受到压力和推动力也更大,也将更务实高效。