讲座|漫谈全球“芯”趋势,旅法学者芯片专题讲座成功举行

(法国巴黎时间)9月25日上午10时,由中国旅法工程师协会、法国华人汽车工程师协会、全法中国科技工作者协会共同举办的《从电子芯片到生物芯片,漫谈全球“芯”趋势》线上讲座成功举行。

法国NIT公司和上海虹感微电子公司的创始人倪扬博士,华为战略研究院欧洲战略研究员韩峥博士和巴黎高师微流控实验室陈勇教授三位专家的演讲精彩纷呈,深入浅出,从高性能计算、人工智能、半导体,集成电路,集成光路和生物芯片技术多个角度,介绍了芯片产业面临的挑战和机会,对研究成果的应用开发和市场前景做出了详尽介绍和预测。讲座由中国旅法工程师协会理事王泰然主持。

倪扬博士首先畅谈了电子计算机与集成电路的起源和当前主要流行的CPU,GPU以及神经网络处理芯片的区别。他强调,在这些处理芯片中,CMOS工艺制造的器件是基础,CMOS技术中的Scaling down(器件缩小)使得芯片的计算能力符合摩尔定律,也即:芯片的晶体管密度每过18个月便翻一倍,而不断提升的CMOS工艺是几十年来摩尔定律依然奏效的保证。

随后他介绍了制造CMOS的基本工艺,光刻技术的基本原理,极紫外光源,浸润式光刻等办法实现先进制程的工艺。人工智能的应用,比如自动驾驶技术,离不开芯片算力的巨大提升;与此同时,芯片的体积与功耗都在缩小。而且CMOS技术在日常生活当中也非常的普遍,比如洗衣机,微波炉,车钥匙等等。

最后倪扬博士介绍了CMOS工业的生态系统:包括设计,制造和封装测试。以及围绕这些环节所产生的EDA设计软件商,制造设备供应商,原材料供应商,以及芯片产业的全球布局。

韩峥博士作了主题为《集成电路向集成光路的演进——光子集成电路PICs》的报告。

韩博士首先分析了集成电子芯片在高性能计算与通信领域所面临的诸多现实挑战,其中主要包括电子芯片中摩尔定律的失效性以及通信行业所面临的超大数据流量交换压力与功耗问题。他由此提出以片上光子集成技术为核心的新兴芯片解决方案,并阐述了光子集成电路(PICs)的三大核心技术优势以及未来10年全球PICs市场的前景预期。

随后,韩博士从光子集成中典型单元器件的功能、半导体材料的特性与选择、光电子集成典型方式三个层面,向听众诠释了集成光路的整体概念与架构。并随之详细介绍了半导体行业超净间纳米加工环境、半导体芯片典型制程、直写式与投影式纳米曝光核心工艺环节。并基于上述内容分析了光子集成产业当下的4大发展趋势,即:功能多样化、尺寸紧凑化、工艺流程标准化与可编程通用化。

接着,韩博士基于他本人多年在光子晶体领域的研发经历,向大家简述了光子晶体结构的机理与功能,他通过大量的实体器件的电子扫描显微图片,以最直观的形式展现了光子晶体作为光子集成紧凑化解决方案的巨大优势与潜力。并且,他以光子集成芯片用于雷达微波信号处理中的应用实例,向大家证明了光子集成技术在光通信与微波信号处理应用中的卓越性能优势。

最后,韩博士简要介绍了一家在SOI特种晶圆生产领域的法国明星企业,以及该企业占世界绝对领先地位的晶圆制备工艺,他将视野拓展到全欧洲最重要的几家光子集成芯片开发与流片平台,并就如何借助这些平台积极投身到光子集成产业蓬勃发展的大潮中,提出了建设性意见。

陈勇教授做了题为《生物技术及器官芯片》的报告。

首先他认为根据康波周期人类将在2035年左右进入生物技术时代,而作为生物技术核心之一的生物芯片技术将会在此前得到快速发展。

简单的生物芯片如基因芯片和蛋白芯片已经发展成熟,从而实现了对 DNA、 RNA、多肽、蛋白质以及其它生物分子成分的高通量快速检测。更为复杂的细胞芯片及器官组织芯片仍然是当前研发重点。这一技术的发展将会对生物医学研究、新药开发、再生医学及个性化治疗等诸多领域产生重大而深远的影响。

然后他介绍了巴黎高师实验室的两个解决方案,一是制造器官上皮及血管内皮赖以生成的重构基底膜,二是在这种基底膜上形成器官组织后进行芯片组装,以便用微流控的方法完成对基底膜上的器官组织进行测试分析。陈教授认为器官是一种非常复杂的生物组织,在体外生成的器官组织也必须有与体内相同的微环境,因此应该对体内细胞的微环境尤其是基底膜最大限度的仿真,而对器官组织的芯片组装要最大限度的简化。根据这一”道法自然”和”难易相成”的思路,他们顺利完成了如心肌、神经、气管、肺泡、及脑血屏障等多种器官芯片的研究和开发。此外,实验室还开发了一种用于液体活检和血小板生产的锥形多孔膜芯片技术,有望推广。

最后,陈教授以脑机界面、细胞治疗,长寿药物开发等几个热门话题为例,讨论了生物芯片发展的的必要性和趋势,他认为芯片技术在智能传感与融合,药物及疫苗研发,再生医学,个性化医学,未来医学等诸多领域都具有巨大的潜力和优势。

本次线上讲座的报名情况也十分踊跃,近百名报名参会人员当中,除了众多旅法的专业人士以外,还有不少在国内工作的同行。三位专家的报告简洁明快,内容通俗易懂,既是专业人士进行专业交流的索引,对于非专业人士也具有科普引领的效果。问答环节中听众踊跃提问,互动气氛热烈,原本90分钟的讲座活动延长到2小时才结束。

中国旅法工程师协会、法国华人汽车工程师协会、全法中国科技工作者协会真诚感谢三位主讲嘉宾的精彩讲座,感谢全体工作人员的辛勤付出,感谢大家的积极参与与支持。