對話(huà)羅文基教授，解析ISSCC2024背后的產(chǎn)業(yè)趨勢

自 1953 年創(chuàng )辦以來(lái)，ISSCC 一直被全球學(xué)術(shù)界和工業(yè)界公認為集成電路設計領(lǐng)域的最高級別會(huì )議。在美國舊金山舉行的 ISSCC, 其前沿的科研創(chuàng )新每年都會(huì )吸引超過(guò) 3000 人參會(huì )，而其中大概 60% 是來(lái)自全球的從業(yè)者。

在歷史進(jìn)程中，眾多重要的發(fā)明與創(chuàng )舉，諸如全球首個(gè)集成模擬放大器芯片、首個(gè) 8 位微處理器芯片、首個(gè) 32 位微處理器芯片、首個(gè) 1Gb 內存 DRAM 芯片以及首個(gè)多核處理器芯片，皆是在 ISSCC 上首次向公眾展示的。

在 ISSCC 2024 中國區發(fā)布會(huì )后，半導體產(chǎn)業(yè)縱橫與 ISSCC 國際技術(shù)委員會(huì )委員及遠東區主席，澳門(mén)大學(xué)羅文基教授進(jìn)行對話(huà)。進(jìn)一步交流 ISSCC 帶來(lái)的前沿趨勢、遠東區和中國區的變化，以及 ISSCC 在促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研方面的進(jìn)展。

投稿量猛增 40%，產(chǎn)學(xué)結合成新趨勢

今年 ISSCC 的主題是 IC for a better world，主要是探討芯片設計在人類(lèi)健康、社會(huì )可持續發(fā)展以及人們生活質(zhì)量等方面不可或缺的重要性。

自 2018 年以來(lái)，ISSCC 論文投稿量都在 600 份左右，而今年投稿論文達到 873 篇，錄用文章為 234 篇，錄用比例達到 26.8%。

在被問(wèn)及 ISSCC 2024 有何亮點(diǎn)時(shí)，羅文基表示：「今年 ISSCC 的投稿量比去年多了高達 40%，這是一個(gè)非常驚人的數量。尤其在電源管理及存儲器方向的投稿數都超過(guò) 100 份，同時(shí)其他領(lǐng)域也在增長(cháng)。由此可見(jiàn)，整個(gè)行業(yè)都在不斷地向前發(fā)展。在 873 份投稿中，遠東區占了 63%，并有 148 篇文章被接收，其中中國區有 69 篇被接收，比去年多 10 篇，這也代表我國電路設計的科研及創(chuàng )新水平已達到國際水平。值得一提的是，今年 ISSCC 新增了電路安全方向，這也能看到電路安全在未來(lái)對集成電路十分重要?！?/span>

對談到不同領(lǐng)域的創(chuàng )新，羅文基舉了兩個(gè)例子：「在模擬電路方面，首次發(fā)表用于高性能處理器的超小型全集成溫度傳感器，在單點(diǎn)校準的前提下，其芯片面積僅為現有方案的 1/10 左右，能夠大大減少成本；在超低功耗收發(fā)器方面，發(fā)表多個(gè)同時(shí)提升 SIR 及降低能耗的收發(fā)器設計方案。這些創(chuàng )新也會(huì )為業(yè)界帶來(lái)新思路，從而有望提升電子產(chǎn)品性能及降低成本?！?/span>

實(shí)際上，今年 ISSCC 也會(huì )有 ISSCC 框架外創(chuàng )新的特邀文章。如加利福尼亞大學(xué)的《Short-Reach Silicon Photonic Interconnects with Quantum Dot Mode Locked Laser Comb Sources》；賓夕法尼亞大學(xué)的《Extreme wave-based metastructures》；萊斯大學(xué)的《Toward Exponential Growth of Therapeutic Neurotechnology》；卡內基梅隆大學(xué)的《Liquid Metal–Polymer Composites for Stretchable Circuits, Soft Machines, and Thermal Management》。這里探索很多創(chuàng )新領(lǐng)域，包括神經(jīng)技術(shù)、量子點(diǎn)以及可拉伸電路等前沿交叉領(lǐng)域，這些都有望成為未來(lái)研究及產(chǎn)學(xué)合作的熱點(diǎn)。

在采訪(fǎng)中，羅教授提到了一個(gè)新趨勢：產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界共同研究的投稿量有所上升，從投稿的數量來(lái)看，今年兩者合作文章投稿數大概占三分之一，接收的文章共占 28%。其中方向主要在高端處理器 SoC、高密度存儲器，及高效光通信芯片等。比如：三星和韓國多所大學(xué)共同發(fā)表的文章，國內浙江大學(xué)和杭州的萬(wàn)高科技合作的文章《A 14b 98Hz-to-5.9kHz 1.7-to-50.8μW BW/Power Scalable Sensor Interface with a Dynamic Bandgap Reference and an Untrimmed Gain Error of ±0.26% from -40°C to 125°C》，這都是學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界合作的典型例子；這也能看出產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界合作越來(lái)越密切。隨著(zhù)投稿數量不斷提升，我們可以看到，產(chǎn)業(yè)界在 ISSCC 會(huì )議上也會(huì )傾向于發(fā)表他們最前沿的技術(shù)。

占比超過(guò) 60%，遠東地區百花齊放

今年總共 873 份文章在 ISSCC 投稿，其中遠東區占據總數的 60% 以上，并被接收了 148 篇文章。

從數據上看，從 2021 年開(kāi)始到 2024 年遠東區被收錄論文數量急速上升。羅文基對于遠東區的增長(cháng)十分看好。他特別提到：「ISSCC 各個(gè)技術(shù)委員會(huì )都有遠東區的貢獻，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是所有的技術(shù)委員會(huì )都包含了遠東區的文章。遠東區在集成電路領(lǐng)域的研究可謂百花齊放?！?/span>

在被問(wèn)及遠東區集成電路研究的優(yōu)勢領(lǐng)域時(shí)，他表示：「今年在總共 34 個(gè)技術(shù)會(huì )議中，遠東地區占比超過(guò) 75% 的 session，尤其是高密度存儲器、振蕩器、顯示器技術(shù)，以及存內運算這 4 個(gè)技術(shù)會(huì )議中，遠東區囊括了所有的文章?！勾送?，圖像傳感器、模數轉換器、機器學(xué)習加速器及電源轉換器等領(lǐng)域也向來(lái)是遠東區的強項，今年在 ISSCC 上，遠東區在以上方向也持續創(chuàng )新，占了大部分的文章。這和遠東區產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先領(lǐng)域基本匹配，也說(shuō)明科研和產(chǎn)業(yè)是緊密相連的。

從 1 篇到 55 篇，中國大陸突飛猛進(jìn)

ISSCC 2024 中國大陸、香港、澳門(mén)地區加起來(lái)總共有 69 篇論文入選，其中中國大陸 55 篇。此外，中國參與 ISSCC 的機構數量每年都在增長(cháng)，今年的機構數量增長(cháng)到 19 家。

具體到國內收錄篇數，澳門(mén)大學(xué)收錄篇數為 14 篇、清華大學(xué) 13 篇、東南大學(xué) 6 篇、北京大學(xué) 5 篇、中科大 5 篇、南科大 5 篇、電子科大 4 篇、復旦大學(xué) 3 篇、浙江大學(xué) 2 篇、港中大（深圳）2 篇、中科院微電子所 2 篇、中科院半導體所 1 篇、西安交大 1 篇、華東師范 1 篇、上海交大 1 篇、中山大學(xué) 1 篇、北京理工大學(xué) 1 篇、同濟大學(xué) 1 篇、萬(wàn)高科技（杭州）1 篇。其中北京理工大學(xué)、華東師范大學(xué)、南方科技大學(xué)、同濟大學(xué)、香港中文大學(xué)（深圳）和萬(wàn)高科技都是首次在 ISSCC 會(huì )議上發(fā)表論文。

在談到近年來(lái)中國大陸區在 ISSCC 上表現，羅教授說(shuō)：「我從 2018 年首次擔任 ISSCC 技術(shù)委員會(huì )成員至今，有幸參與和看到了我國在集成電路方面的不斷創(chuàng )新和突飛猛進(jìn)。2017 年內地高校只有 1 篇文章被 ISSCC 接收，到今年數量增長(cháng)至 55 篇?！顾貏e感慨：「在六年內能夠做到這個(gè)程度，其實(shí)一點(diǎn)都不容易。同時(shí)，我國在所有技術(shù)領(lǐng)域中都有文章被接收，尤其在電源管理、無(wú)線(xiàn)通信及存儲器等領(lǐng)域中都有著(zhù)良好的發(fā)展趨勢，在集成電路科研的實(shí)力和創(chuàng )新，全世界有目共睹。這也證明了我國在同行的認可度正在不斷提升?！沽硗?，基于當前的大環(huán)境，他也表示：「我國微電子領(lǐng)域雖然受到不同的限制，但這也是提升集成電路能力的機會(huì )，能夠從基礎層面持續發(fā)展自身實(shí)力。這對我國集成電路產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)轉折點(diǎn)，如果我們做得好的話(huà)，將來(lái)的發(fā)展不可估量?！?/span>

根據羅教授的介紹，我們詳細梳理了中國區論文發(fā)表情況，確實(shí)看到了很多新的突破。在高密度存儲器和接口方面，南方科技大學(xué)的潘權教授團隊為中國內地在該 Session（Session 13）實(shí)現了論文零的突破；在前瞻技術(shù)領(lǐng)域方面，同濟大學(xué)被收錄 1 篇論文，這也是同濟大學(xué)首次在 ISSCC 上發(fā)表論文；在電源管理方面，中科大程林教授團隊 5 篇論文入選，創(chuàng )中國大陸單課題組單年入選篇數最高記錄等等。

融入大灣區，澳門(mén)大學(xué)新發(fā)展

今年，澳門(mén)大學(xué)以 14 篇論文入選，蟬聯(lián)中國區第一。澳門(mén)大學(xué)在低功耗射頻電路、高效電源管理及高速模數轉換器等多個(gè)領(lǐng)域，多年來(lái)都表現比較好。

在談到澳門(mén)大學(xué)在集成電路領(lǐng)域的發(fā)展，羅教授介紹到：澳門(mén)大學(xué)在 2010 年 11 獲國家批準設立兩個(gè)國家重點(diǎn)實(shí)驗室，其中一個(gè)是模擬與混合信號超大規模集成電路國家重點(diǎn)實(shí)驗室。該實(shí)驗室目前是廣東省唯一的微電子國家重點(diǎn)實(shí)驗室，在集成電路研究方面已數度刷新芯片奧林匹克﹙國際固態(tài)電路會(huì )議，ISSCC﹚的世界紀錄，并且提出了最先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)及數據轉換解決方法。羅文基也分享了澳門(mén)大學(xué)在產(chǎn)學(xué)研方面的進(jìn)展：「一方面，為配合大灣區集成電路的發(fā)展，在深圳市福田區建立了澳大河套集成電路研究院，也跟灣區多家企業(yè)在多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行了緊密的科研合作交流。另一方面，除了在澳門(mén)，我們還在珠海橫琴開(kāi)設了研究基地，力爭為我國集成電路設計的發(fā)展與人才培養添磚加瓦?！?/span>

對話(huà)的最后，談到集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展，羅教授表示：「不僅對我國，對全球來(lái)說(shuō)，集成電路都是未來(lái)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)。近年來(lái)，我國集成電路設計能夠高速發(fā)展，離不開(kāi)國內集成電路領(lǐng)域同行多年以來(lái)的共同努力和其他行業(yè)的支持。如何把握下一世代新興技術(shù)，如萬(wàn)物聯(lián)網(wǎng)、 大數據及人工智能等領(lǐng)域對集成電路產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的機會(huì )，將是眼下重要的課題?！?/span>

談及未來(lái)，他充滿(mǎn)信心：「大家仍需繼續努力，突破限制，迎難而上，在集成電路上不斷尋求突破創(chuàng )新，把握時(shí)機，共同為行業(yè)及國家的發(fā)展出力！」

附：ISSCC 2024 中國大陸、香港、澳門(mén)論文收錄情況