對(duì)話羅文基教授，解析ISSCC2024背后的產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)

自 1953 年創(chuàng)辦以來(lái)，ISSCC 一直被全球?qū)W術(shù)界和工業(yè)界公認(rèn)為集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的最高級(jí)別會(huì)議。在美國(guó)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 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(nèi)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(guó)區(qū)發(fā)布會(huì)后，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫與 ISSCC 國(guó)際技術(shù)委員會(huì)委員及遠(yuǎn)東區(qū)主席，澳門大學(xué)羅文基教授進(jìn)行對(duì)話。進(jìn)一步交流 ISSCC 帶來(lái)的前沿趨勢(shì)、遠(yuǎn)東區(qū)和中國(guó)區(qū)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(jié)合成新趨勢(shì)

今年 ISSCC 的主題是 IC for a better world，主要是探討芯片設(shè)計(jì)在人類健康、社會(huì)可持續(xù)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(dá)到 873 篇，錄用文章為 234 篇，錄用比例達(dá)到 26.8%。

在被問及 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(dá) 40%，這是一個(gè)非常驚人的數(shù)量。尤其在電源管理及存儲(chǔ)器方向的投稿數(shù)都超過 100 份，同時(shí)其他領(lǐng)域也在增長(zhǎng)。由此可見，整個(gè)行業(yè)都在不斷地向前發(fā)展。在 873 份投稿中，遠(yuǎn)東區(qū)占了 63%，并有 148 篇文章被接收，其中中國(guó)區(qū)有 69 篇被接收，比去年多 10 篇，這也代表我國(guó)電路設(shè)計(jì)的科研及創(chuàng)新水平已達(dá)到國(guó)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(duì)集成電路十分重要?！?/span>

對(duì)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(zhǔn)的前提下，其芯片面積僅為現(xiàn)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(shè)計(jì)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。」

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(nèi)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)。

在采訪中，羅教授提到了一個(gè)新趨勢(shì)：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(shù)量來(lái)看，今年兩者合作文章投稿數(shù)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(chǔ)器，及高效光通信芯片等。比如：三星和韓國(guó)多所大學(xué)共同發(fā)表的文章，國(guó)內(nèi)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。隨著投稿數(shù)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 60%，遠(yuǎn)東地區(qū)百花齊放

今年總共 873 份文章在 ISSCC 投稿，其中遠(yuǎn)東區(qū)占據(jù)總數(shù)的 60% 以上，并被接收了 148 篇文章。

從數(shù)據(jù)上看，從 2021 年開始到 2024 年遠(yuǎn)東區(qū)被收錄論文數(shù)量急速上升。羅文基對(duì)于遠(yuǎn)東區(qū)的增長(zhǎng)十分看好。他特別提到：「ISSCC 各個(gè)技術(shù)委員會(huì)都有遠(yuǎn)東區(qū)的貢獻(xiàn)，簡(jiǎn)單來(lái)說，就是所有的技術(shù)委員會(huì)都包含了遠(yuǎn)東區(qū)的文章。遠(yuǎn)東區(qū)在集成電路領(lǐng)域的研究可謂百花齊放。」

在被問及遠(yuǎn)東區(qū)集成電路研究的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域時(shí)，他表示：「今年在總共 34 個(gè)技術(shù)會(huì)議中，遠(yuǎn)東地區(qū)占比超過 75% 的 session，尤其是高密度存儲(chǔ)器、振蕩器、顯示器技術(shù)，以及存內(nèi)運(yùn)算這 4 個(gè)技術(shù)會(huì)議中，遠(yuǎn)東區(qū)囊括了所有的文章。」此外，圖像傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、機(jī)器學(xué)習(xí)加速器及電源轉(zhuǎn)換器等領(lǐng)域也向來(lái)是遠(yuǎn)東區(qū)的強(qiáng)項(xiàng)，今年在 ISSCC 上，遠(yuǎn)東區(qū)在以上方向也持續(xù)創(chuàng)新，占了大部分的文章。這和遠(yuǎn)東區(qū)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先領(lǐng)域基本匹配，也說明科研和產(chǎn)業(yè)是緊密相連的。

從 1 篇到 55 篇，中國(guó)大陸突飛猛進(jìn)

ISSCC 2024 中國(guó)大陸、香港、澳門地區(qū)加起來(lái)總共有 69 篇論文入選，其中中國(guó)大陸 55 篇。此外，中國(guó)參與 ISSCC 的機(jī)構(gòu)數(shù)量每年都在增長(zhǎng)，今年的機(jī)構(gòu)數(shù)量增長(zhǎng)到 19 家。

具體到國(guó)內(nèi)收錄篇數(shù)，澳門大學(xué)收錄篇數(shù)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(fù)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(dǎo)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(jì)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(jì)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(guó)大陸區(qū)在 ISSCC 上表現(xiàn)，羅教授說：「我從 2018 年首次擔(dān)任 ISSCC 技術(shù)委員會(huì)成員至今，有幸參與和看到了我國(guó)在集成電路方面的不斷創(chuàng)新和突飛猛進(jìn)。2017 年內(nèi)地高校只有 1 篇文章被 ISSCC 接收，到今年數(shù)量增長(zhǎng)至 55 篇。」他特別感慨：「在六年內(nèi)能夠做到這個(gè)程度，其實(shí)一點(diǎn)都不容易。同時(shí)，我國(guó)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)線通信及存儲(chǔ)器等領(lǐng)域中都有著良好的發(fā)展趨勢(shì)，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(guó)在同行的認(rèn)可度正在不斷提升?！沽硗猓诋?dāng)前的大環(huán)境，他也表示：「我國(guó)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(jī)會(huì)，能夠從基礎(chǔ)層面持續(xù)發(fā)展自身實(shí)力。這對(duì)我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)來(lái)說是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，如果我們做得好的話，將來(lái)的發(fā)展不可估量。」

根據(jù)羅教授的介紹，我們?cè)敿?xì)梳理了中國(guó)區(qū)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(chǔ)器和接口方面，南方科技大學(xué)的潘權(quán)教授團(tuán)隊(duì)為中國(guó)內(nèi)地在該 Session（Session 13）實(shí)現(xiàn)了論文零的突破；在前瞻技術(shù)領(lǐng)域方面，同濟(jì)大學(xué)被收錄 1 篇論文，這也是同濟(jì)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(tuán)隊(duì) 5 篇論文入選，創(chuàng)中國(guó)大陸單課題組單年入選篇數(shù)最高記錄等等。

融入大灣區(qū)，澳門大學(xué)新發(fā)展

今年，澳門大學(xué)以 14 篇論文入選，蟬聯(lián)中國(guó)區(qū)第一。澳門大學(xué)在低功耗射頻電路、高效電源管理及高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器等多個(gè)領(lǐng)域，多年來(lái)都表現(xiàn)比較好。

在談到澳門大學(xué)在集成電路領(lǐng)域的發(fā)展，羅教授介紹到：澳門大學(xué)在 2010 年 11 獲國(guó)家批準(zhǔn)設(shè)立兩個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，其中一個(gè)是模擬與混合信號(hào)超大規(guī)模集成電路國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室目前是廣東省唯一的微電子國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，在集成電路研究方面已數(shù)度刷新芯片奧林匹克﹙國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議，ISSCC﹚的世界紀(jì)錄，并且提出了最先進(jìn)的無(wú)線及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換解決方法。羅文基也分享了澳門大學(xué)在產(chǎn)學(xué)研方面的進(jìn)展：「一方面，為配合大灣區(qū)集成電路的發(fā)展，在深圳市福田區(qū)建立了澳大河套集成電路研究院，也跟灣區(qū)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，我們還在珠海橫琴開設(shè)了研究基地，力爭(zhēng)為我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)的發(fā)展與人才培養(yǎng)添磚加瓦。」

對(duì)話的最后，談到集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展，羅教授表示：「不僅對(duì)我國(guó)，對(duì)全球來(lái)說，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(guó)集成電路設(shè)計(jì)能夠高速發(fā)展，離不開國(guó)內(nèi)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(shù)據(jù)及人工智能等領(lǐng)域?qū)呻娐樊a(chǎn)業(yè)帶來(lái)的機(jī)會(huì)，將是眼下重要的課題?！?/span>

談及未來(lái)，他充滿信心：「大家仍需繼續(xù)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(jī)，共同為行業(yè)及國(guó)家的發(fā)展出力！」

附：ISSCC 2024 中國(guó)大陸、香港、澳門論文收錄情況