昨天，一幅李克強(qiáng)總理在訪問比利時(shí)IMEC時(shí)候，駐足端詳硅晶圓的照片，在半導(dǎo)人的朋友圈里刷了屏。大部分人“作者”在文章中都只是闡述了這件事，然后再加上對(duì)國(guó)內(nèi)集成電路現(xiàn)狀的描述，之后加上一段為國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)痛心疾首的評(píng)論，純粹是為了刷屏而刷屏，但你真的知道IMEC是干嘛的嗎？
在本文，我們對(duì)這個(gè)歐洲領(lǐng)先的研究中心進(jìn)行一次深度解析。
PS：李克強(qiáng)總理拿的這個(gè)應(yīng)該不是叫“黑膠唱片大小的芯片”，而是一個(gè)硅片。
IMEC的歷史沿革
根據(jù)維基百科，IMEC全稱是Interuniversity Microelectronics Centre，中文譯文是校際微電子中心，而我們大多數(shù)人都將其叫做“比利時(shí)微電子研究中心”。該機(jī)構(gòu)成立于1984，,是一個(gè)專注于納米科技的世界知名研究中心，其總部位于比利時(shí)魯汶，并在荷蘭恩荷芬、臺(tái)灣新竹、美國(guó)佛羅里達(dá)、印度設(shè)有研發(fā)中心，在中國(guó)和日本設(shè)有辦事處。在過去的三十多年，IMEC的員工人數(shù)從最初成立時(shí)不到七十人，一躍上升到目前的4000多名。
在官網(wǎng)中，IMEC表示，他們是納米電子和數(shù)字技術(shù)領(lǐng)域世界領(lǐng)先的研發(fā)和創(chuàng)新中心。作為公司，創(chuàng)業(yè)公司和學(xué)術(shù)界值得信賴的合作伙伴，IMEC在創(chuàng)意和激勵(lì)的環(huán)境中匯集了來自世界各地的優(yōu)秀人才。通過利用我們世界一流的基礎(chǔ)設(shè)施以及眾多行業(yè)中不同合作伙伴的本地和全球生態(tài)系統(tǒng)，加速實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，可持續(xù)發(fā)展的未來。
在IMEC看來，我們不應(yīng)該低估技術(shù)的力量;，因?yàn)榧夹g(shù)有改善生活的力量。這就是我們推動(dòng)技術(shù)發(fā)展的原因。
在服務(wù)方面，你可以從IMEC獲得研發(fā)和發(fā)展的合作支持，加快你的發(fā)展進(jìn)度；同時(shí)你還能從IMEC獲得創(chuàng)新服務(wù)和解決方案，發(fā)展和加速納米創(chuàng)新和數(shù)字創(chuàng)新；他們甚至還可以為初創(chuàng)企業(yè)提供基金，孵化和加速新興的創(chuàng)新企業(yè)。
經(jīng)過幾十年的發(fā)展，現(xiàn)在的IMEC圍繞著智能移動(dòng)、智能健康、智能工業(yè)、智能能源、智能城市和智能教育等幾個(gè)方面，提供CMOS和超越CMOS、圖像傳感器、硅光子、可穿戴、太陽能、GaN、物聯(lián)網(wǎng)傳感方案、無線IoT通信、雷達(dá)感應(yīng)系統(tǒng)、固態(tài)電池、數(shù)據(jù)科學(xué)和數(shù)據(jù)安全和生命科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域和技術(shù)的研究和創(chuàng)新支持。
按照中國(guó)工業(yè)和信息化部電子科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所胡開博和蘇建南在2014年年發(fā)表的論文《比利時(shí)微電子研究中30 年發(fā)展概析及其啟示》（以下簡(jiǎn)稱“論文”）中所說，IMEC在過去的三十多年里，一直秉承“研究開發(fā)超前產(chǎn)業(yè)需求 3～10 年的微電子和信息通訊技術(shù)”的使命，逐漸發(fā)展成為一個(gè)世界領(lǐng)先的國(guó)際化微電子研究機(jī)構(gòu)，在半導(dǎo)體工藝領(lǐng)域創(chuàng)造了無數(shù)個(gè)世界第一，為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)、成果轉(zhuǎn)化、人才培養(yǎng)作出了重要貢獻(xiàn)。
IMEC的重要研究和成果
按照“論文”所說，IMEC的研究方向主要聚焦于七大領(lǐng)域，分別為半導(dǎo)體制造工藝、集成電路設(shè)計(jì)、新材料與器件、微系統(tǒng)、太陽能電池、無線通信和生物電子。在研究成果方面，也表現(xiàn)出色，下面我們直接摘錄“論文”中的描述，讓大家知道IMEC的一些研究成果，因?yàn)檎撐陌l(fā)表較早，可能當(dāng)中的一些技術(shù)描述或者進(jìn)展和現(xiàn)狀可能有差距，敬請(qǐng)大家諒解。
（1）半導(dǎo)體設(shè)計(jì)制造工藝
1984 年，IMEC 選擇了濕洗法和硅化物 2 個(gè)CMOS 工藝模塊開展研究，隨后，增加了光刻、互連等完整工藝流程所需的模塊，并在 1986 年建成特征尺寸 1.25 μm、晶圓尺寸 125 mm 的 CMOS中試線。此后，IMEC 工藝研究不斷進(jìn)步，平均每 2 年發(fā)展一代，如，2004、2006、2008、2011 和2014 年，分別研究了 45、32、22、10 和 7 nm 工藝。
為開展工藝研究和驗(yàn)證，IMEC 不斷升級(jí)建設(shè)中試線（也稱先導(dǎo)工藝線），分別于 1994、1999和 2005 年，建成晶圓尺寸 150、200 和 300 mm 中試線，并且，在 2012 年開始改建用于 450 mm 晶圓的凈化間，預(yù)計(jì) 2015 年完成。此外，IMEC 從 20世紀(jì) 90 年代初開始研究雙極型 CMOS（BiCMOS）工藝，1995 和 2002 年在 CMOS 平臺(tái)上分別實(shí)現(xiàn)了 0.5 μm 硅基 BiCMOS 工藝和 0.25 μm 鍺硅 BiCMOS 工藝。后因產(chǎn)業(yè)界投資不足，到 2010年，IMEC 基本停止了 BiCMOS 的研究。在關(guān)鍵工藝領(lǐng)域，IMEC 一直攻研光刻技術(shù)瓶頸。
1997 年后，IMEC 重點(diǎn)研究 193 nm 浸沒式光刻和極紫外線光刻，并于 2007 年最先實(shí)現(xiàn) 35 nm 線寬的極紫外線光刻；當(dāng)前，IMEC 研究重點(diǎn)是 193 nm 光刻的兩次圖形化技術(shù)。IMEC 還引入了高介電常數(shù)金屬柵、硅化物、銅、低介電常數(shù)材料等技術(shù)，用于 22 nm 及以下工藝。
在封裝領(lǐng)域，IMEC 從 1986 年開始研究封裝技術(shù)，1997 年開發(fā)出倒裝芯片技術(shù)，2005 年提出三維集成電路技術(shù)路線圖，并在 2008 年研制出世界首個(gè)三維集成電路。
（2）集成電路設(shè)計(jì)
IMEC 從 1986 年關(guān)注集成電路設(shè)計(jì)，研究出專用集成電路（ASIC）系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù)，1991年開始研究 ASIC 軟硬協(xié)同設(shè)計(jì)和密集型系統(tǒng)功耗降低技術(shù)，并分別于 1996 和 2003 年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。隨著集成電路集成度日益提高，IMEC 從 20 世紀(jì) 90 年代初關(guān)注系統(tǒng)芯片（SoC）設(shè)計(jì)，先后研究出專用指令集處理器、動(dòng)態(tài)可編程嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)等。
（3）新材料與器件
IMEC 從 20 世紀(jì) 90 年代初開始研究電子自旋磁性半導(dǎo)體和鐵電材料非易失性存儲(chǔ)器，實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)突破性進(jìn)展。隨著寬禁帶半導(dǎo)體展露巨大潛力，IMEC 從 2003 年開始研究氮化鎵材料與器件，2006和 2011 年研制出世界首個(gè) 150 和 200 mm 晶圓硅上氮化鎵功率器件。2012 年，IMEC 涉足有機(jī)導(dǎo)電材料領(lǐng)域，主要研究柔性發(fā)光二極管顯示技術(shù)。
（4）微系統(tǒng)
IMEC 從 1993 年開始研究微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS），主要用于紅外成像陣列和生物醫(yī)學(xué)傳感器，但其 MEMS 工藝路線成本較高，一直未得到產(chǎn)業(yè)界認(rèn)可，2012 年基本停止了研究。2011 年后，IMEC 開始研究集成微電子、光電子與 MEMS的微系統(tǒng)。
（5）太陽能電池
IMEC 分別于 1993 和 1998 年開始研究單/多晶太陽能電池和有機(jī)太陽能電池，先后建成一條硅光伏中試線和一條有機(jī)光伏中試線；2009 年進(jìn)一步擴(kuò)展研究范圍，開展薄膜太陽能電池研究。但 IMEC 技術(shù)路線成本較高，太陽能電池研究進(jìn)展緩慢。
（6）無線通信
早在 1990 年，IMEC 已開始關(guān)注無線通信技術(shù)，主要研究數(shù)字基帶、射頻模擬前端、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和系統(tǒng)集成。近年來，IMEC 在通信芯片、收發(fā)機(jī)等方面取得了多項(xiàng)突破性進(jìn)展，促進(jìn)了無線通信技術(shù)在工業(yè)無線局域網(wǎng)和消費(fèi)電子領(lǐng)域的發(fā)展。此外，為實(shí)現(xiàn)人類隨時(shí)隨地獲取信息，IMEC 從 2002年開始研究應(yīng)用于智能環(huán)境的多模/多媒體系統(tǒng)及終端應(yīng)用設(shè)備，2005 年后進(jìn)一步研究無線自動(dòng)轉(zhuǎn)換器解決方案和薄片內(nèi)系統(tǒng)技術(shù)。
（7）生物電子
IMEC 從 2002 年開始研究生物電子，主要包括人體可穿戴傳感器網(wǎng)絡(luò)、生物電子混合系統(tǒng)等，2012 年研究出頭戴式腦電圖動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
在今年于比利時(shí)舉辦的IMEC技術(shù)論壇上，他們展示了很多新專案的發(fā)展近況：
雷達(dá)作為監(jiān)控?cái)z影機(jī)的替代方案，在保護(hù)個(gè)人身份的前提下提供資料；
三五族(III-V)制程和新電路設(shè)計(jì)的新計(jì)劃，以打造更快、更高效且仍相容于CMOS制程的射頻(RF)元件。該技術(shù)旨在服務(wù)從5G蜂窩式網(wǎng)路到太赫茲(THz)成像的廣泛應(yīng)用。
為了滿足未來所需要的速度，RF元件必須升級(jí)到使用III-V族材料，且仍然相容于CMOS制程（source：eettaiwan）
與業(yè)界伙伴合作，在當(dāng)今的鋰離子電池中采用硅作為陽極替代石墨，提高了50%的密度。另外，他們認(rèn)為固態(tài)電池中使用鋰金屬將是下一個(gè)飛躍；
為實(shí)現(xiàn)人手觸摸手機(jī)顯示器表面的任何部份，就可以解鎖手機(jī)，且能同時(shí)包括用戶心率在內(nèi)的各種資料，IMEC正與合作伙伴一起，為這種顯示器原型研究新型讀取電路；
開發(fā)了一種能以3D列印打造的塑料元件，可以提供較當(dāng)今技術(shù)更高五倍的熱釋放效率；
探索影響先進(jìn)CMOS制程的各種分子級(jí)現(xiàn)象；
使用電腦產(chǎn)生的影像和全息編解碼器打造數(shù)位全息圖的最新進(jìn)展；
由上可以看到，IMEC一直走在產(chǎn)業(yè)的前沿。
轉(zhuǎn)化成果，
實(shí)現(xiàn)技術(shù)的最大價(jià)值
在研究了這么多技術(shù)之后，IMEC通過轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)其最大的價(jià)值。
從“論文”的介紹中我們可以看到，IMEC 研究成果大多屬于戰(zhàn)略性先導(dǎo)技術(shù)，通常以此為基礎(chǔ)組建產(chǎn)業(yè)聯(lián)合項(xiàng)目。即使有成果可以商業(yè)化時(shí)，IMEC 也堅(jiān)決通過技術(shù)轉(zhuǎn)讓或孵化子公司的方式將其剝離，以避免與合作伙伴或客戶產(chǎn)生商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。
對(duì)于與產(chǎn)業(yè)聯(lián)合項(xiàng)目無關(guān)或者市場(chǎng)已有的成熟技術(shù)，IMEC 通常將其轉(zhuǎn)讓給外部公司，包括工藝步驟、模塊，甚至全套標(biāo)準(zhǔn)工藝。IMEC 技術(shù)轉(zhuǎn)讓的核心是“Know-how”的轉(zhuǎn)移，在提供相關(guān)技術(shù)文檔的同時(shí)，也提供相應(yīng)的研發(fā)報(bào)告和培訓(xùn)，以幫助受讓方真正掌握和有效使用 IMEC 技術(shù)。
IMEC 成功轉(zhuǎn)讓過多種技術(shù)，包括晶圓干法清洗工藝、深亞微米 CMOS 工藝，硅上氮化鎵技術(shù)、亞微米微機(jī)電系統(tǒng)制造、嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)、可靠性測(cè)試等，受讓國(guó)主要是亞洲國(guó)家，如，IMEC 曾將 0.35 μm 成套工藝轉(zhuǎn)讓給以色列 Tower 公司，將0.13 μm 成套工藝轉(zhuǎn)讓給馬來西亞 Silterra 公司。
另外，IMEC將部分成果通過孵化公司的方式實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，每年至少成立 1 家子公司。對(duì)于具有應(yīng)用價(jià)值但沒有外部公司引入的技術(shù)，IMEC 在充分可行性論證的基礎(chǔ)上一般采用這種方式將其商業(yè)化。IMEC 通常將部分相關(guān)人員分離出去，并且將相關(guān)技術(shù)以一次性買斷的方式轉(zhuǎn)讓給子公司，以換取子公司 5%～15% 的股權(quán)，由 IMEC成立的股權(quán)公司統(tǒng)一管理；同時(shí)，IMEC 還對(duì)孵化的子公司提供種子資金和基礎(chǔ)設(shè)施。
正是在IMEC這類研究中心的的研究和合作模式的推動(dòng)下，我們整個(gè)科技社會(huì)才能發(fā)展得那么快。另外，你覺得李克強(qiáng)總理昨天提了的五個(gè)問題是什么問題？歡迎有創(chuàng)意的回復(fù)，謝謝！