看VLSI會議中國內(nèi)地論文情況，學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界應(yīng)如何協(xié)同

VLSI 是超大規(guī)模集成電路國際研討會（Symposium on VLSI Technology and Circuits）的簡稱，每年六月中旬在日本京都、美國夏威夷輪流召開。會議匯集了世界各地行業(yè)和學(xué)術(shù)界的工程師和科學(xué)家，討論超大規(guī)模集成電路制造和設(shè)計中的挑戰(zhàn)。

 

今天，我就來和大家聊聊 VLSI。

 

 

一、VLSI 的起源

VLSI 與 ISSCC（國際固態(tài)電路會議）、IEDM（國際電子器件會議）并稱微電子技術(shù)領(lǐng)域的“奧林匹克盛會”，是超大規(guī)模集成電路和半導(dǎo)體器件領(lǐng)域里最頂尖的國際會議之一，也是展現(xiàn) IC 技術(shù)最新成果的櫥窗。

 

VLSI 其實包含兩個會議，一是 VLSI 技術(shù)研討會（Symposium on VLSI Technology），二是 VLSI 電路研討會（Symposium on VLSI Circuits），VLSI 大會為業(yè)界同仁提供了一個交互和協(xié)同關(guān)注共同興趣主題的機(jī)會，跨越從工藝技術(shù)到片上系統(tǒng)。

 

VLSI 技術(shù)研討會始于 1981 年，創(chuàng)始人 Shoji Tanaka 教授和 Walter Kosonocky 教授希望為世界頂級技術(shù)人員提供一個就世界工業(yè)迅速成為革命的問題進(jìn)行公開交流的平臺。前 6 屆 VLSI 技術(shù)研討會都在日本京都舉行。

 

1987 年變成為 VLSI 技術(shù)和電路研討會（Symposium on VLSI Technology and Circuits），在會議名稱中增加了“電路（Circuits）”。開始在日本（京都）和美國（夏威夷）之間輪流舉辦。

 

奇怪的是，雖然在一個城市，同一個酒店，但是兩個會議是錯開時間舉辦的。直到 2012 年度，VLSI 技術(shù)研討會與 VLSI 電路研討會才真正首度同期舉辦，共同探討微電子技術(shù)與電路的未來發(fā)展趨勢。

 

除了技術(shù)報告外，VLSI 還包括短期課程、小組會議，以及來自工業(yè)和學(xué)術(shù)界的專家的邀請報告。

 

VLSI 由 IEEE 電子器件學(xué)會（IEEE EDS，IEEE Electron Devices Society）、IEEE 固態(tài)電路學(xué)會（IEEE SSCS，IEEE Solid State Circuits Society）、電子、信息和通信工程師協(xié)會（Institute of Electronics, Information and Communication Engineers）和日本應(yīng)用物理學(xué)會（Japan Society of Applied Physics）聯(lián)合舉辦，長期扮演集成電路相關(guān)技術(shù)龍頭的角色。

 

該會議在國際集成電路 / 半導(dǎo)體器件的學(xué)術(shù)界以及工業(yè)界均享有很高的學(xué)術(shù)地位和廣泛影響，會議文章不僅需要學(xué)術(shù)上的創(chuàng)新，更需要體現(xiàn)成果的產(chǎn)業(yè)價值和技術(shù)前沿性。每年英特爾（Intel）、IBM、三星（Samsung）、IMEC 和臺積電（TSMC）等國際知名半導(dǎo)體公司都在該會議上發(fā)布各自最新研究進(jìn)展。

 

2016 年出現(xiàn)多篇關(guān)于 10nm 工藝技術(shù)的論文；2017 年 IBM 在 VLSI 宣布 5nm 芯片全新制造工藝，“被判死刑”的摩爾定律再獲新生。

 

二、VLSI2019 議程

VLSI2019 將于 2019 年 6 月 9-14 日在日本京都召開。今年的研討會主題是“為團(tuán)結(jié)的和互聯(lián)的世界，推動半導(dǎo)體的極限 Pushing the Limits of Semiconductors for United and Connected World”。

 

2019 年 VLSI 技術(shù)研討會與 VLSI 電路研討會將同期舉辦，以突出最近半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展，共同探討微電子技術(shù)與電路的未來發(fā)展趨勢。

 

6 月 9 日，星期天，19:00--22:00

 

研討會（Workshop）：有三個研討會（Workshop）可供選擇：

 

研討會一：原子層處理和選區(qū)域圖案化對器件制造和性能的影響（Impact of Atomic Layer Processing and Selective Area Patterning on Device Fabrication and Performance）

 

研討會二：二維材料和應(yīng)用（Two Dimensional Materials and Applications）

 

研討會三：用于 3D 集成的低熱預(yù)算摻雜劑活化（Low thermal budget dopant activation for sequential-3D integration）

 

6 月 10 日，星期一，8:30--16:50

 

短課程（Short Course）：有三個短課程（Short Course）可供選擇

 

短課程一：CMOS 技術(shù)限極的推動者：從材料到封裝

 

該課程主講嘉賓來自英特爾、斯坦福大學(xué)、東電電子、ARM、臺積電、三星、伯克利大學(xué)、東芝，屆時將從材料、設(shè)備、設(shè)計、封裝等方面介紹半導(dǎo)體性能的推動關(guān)鍵技術(shù)

 

短課程二：5G 芯片、系統(tǒng) 和應(yīng)用

 

該課程主講嘉賓來自 NTT、三星、英特爾、蔚山科技大學(xué)（UNIST）、思佳訊、村田、佐治亞理工學(xué)院、北卡羅萊納州立大學(xué)，屆時將介紹 5G 技術(shù)的最新進(jìn)展，包括收發(fā)器、PLL，濾波器、MIMO 以及系統(tǒng)架構(gòu)和應(yīng)用。

 

短課程三：安全和 AI 交叉領(lǐng)域的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

 

該課程主講嘉賓來自 ARM、韓國科學(xué)技術(shù)院（KAIST）、IBM、中國臺灣清華大學(xué)、密歇根州立大學(xué)、日本東北大學(xué)、英特爾、日本奈良科技研究所，屆時將介紹 AI 技術(shù)、架構(gòu)、性能和安全性。

 

6 月 10 日，星期一，17:30--19:30

 

演示會（Demo Session）：在 Demo 現(xiàn)場，將有機(jī)會了解更多有影響力的新器件和新電路的最新信息。

 

6 月 10 日，星期一，20:00--21:30

 

聯(lián)合小組討論（Joint Evening Panel Discussion）

 

由于摩爾定律失效，每個門的價格正在上升。領(lǐng)先的技術(shù)節(jié)點由于費用高昂，已經(jīng)成為少數(shù)幾家公司的專屬領(lǐng)地。同時，半導(dǎo)體創(chuàng)業(yè)公司的數(shù)量已經(jīng)縮減了幾個數(shù)量級。請聽聽專家的見解。

 

聯(lián)合小組討論的話題是“半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)處于臨界點：下一步是什么？The Semiconductor Industry at a Tipping Point: What’s Next? ”。

 

6 月 11 日，星期二，8:00--10:00

 

開幕和全體會議（Joint Opening and Plenary Session）：

 

開幕致辭嘉賓有 M. Masahara（AIST）、M. Ikeda（東京大學(xué)）、C.-P. Chang（應(yīng)用材料公司）K. Chang（賽靈思）。

 

全體會議上，來自日本東京大學(xué)的教授 M. Inami 和美國 DARPA 的研究員 W. Chappell 將做精彩演講。

 

M. Inami 教授的演講主題是《Virtual Cyborg: Beyond Human Limits 虛擬機(jī)器人：超越人類的極限》。

 

本演講將討論如何理解基于 VR、AR 和機(jī)器人技術(shù)構(gòu)建 JIZAI 機(jī)構(gòu)（虛擬機(jī)器人）的車身編輯基礎(chǔ)知識。超人體育：人體增強(qiáng)在體育鍛煉中的應(yīng)用。還將展示超人體育，這是一種“人機(jī)集成”形式，通過將技術(shù)與身體融合來克服人類的軀體和空間限制。

 

DARPAW. Chappell 研究員的《Managing Moore's Inflection: DARPA's Electronics Resurgence Initiative 掌控摩爾定律的拐點：DARPA 的電子復(fù)興計劃》。

 

2017 年 6 月，DARPA 微系統(tǒng)技術(shù)辦公室（MTO）宣布了超過 15 億美元的電子復(fù)興計劃（ERI），以確保電子產(chǎn)品性能的深遠(yuǎn)改進(jìn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)規(guī)模的限制。根據(jù)摩爾定律，電子技術(shù)向前推進(jìn)所帶來的收益并不能得到保證，而是通過商業(yè)、學(xué)術(shù)界和政府之間的聰明才智和密切合作來實現(xiàn)?，F(xiàn)在，超越摩爾定律，電子復(fù)興計劃正在建立成功合作伙伴關(guān)系的悠久傳統(tǒng)，以培育下一波美國和聯(lián)盟半導(dǎo)體創(chuàng)新所需的環(huán)境。

 

6 月 12 日，星期二，8:00--10:00

 

致辭、頒獎和全體會議（Remarks, Awards and Plenary Session）：

 

致辭、頒獎嘉賓有 M. Masahara（AIST）、M. Ikeda（東京大學(xué)）、C.-P. Chang（應(yīng)用材料公司）K. Chang（賽靈思）。

 

全體會議上，來自臉書（Facebook Inc.）的 S. Rabii 和日本東京大學(xué)的 S. Tarucha 將做精彩演講。

 

M.S. Rabii 的演講主題是《Computational and Technology Directions for Augmented Reality Systems 增強(qiáng)現(xiàn)實(AR)系統(tǒng)的計算和技術(shù)方向》

 

本演講回顧了最小化跨組件數(shù)據(jù)傳輸功能的先進(jìn)概念，利用高效加速器同時保持可編程性，以及新興非易失性存儲器用于低功耗計算的潛力。

 

S. Tarucha 的演講主題是《Si Platform for Developing Spin-Based Quantum Computing 用于開發(fā)基于自旋量子計算的硅基平臺》

 

本演講將首先討論測量硅基量子點的自旋相移，以及如何抑制它以提高柵極保真度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過容錯計算的閾值；然后，將回顧當(dāng)前的研究和開發(fā)，以擴(kuò)大量子比特系統(tǒng)，包括量子處理器和低溫電子的集成技術(shù)，以提高大規(guī)模量子電路的性能。

 

共同關(guān)注會場（Joint Focus Session）

 

2012 年起，設(shè)立共同關(guān)注會場，今年設(shè)立了 4 個共同關(guān)注會場，分別是：

 

6 月 12 日下午的“新型計算（New Computing）、物聯(lián)網(wǎng)和傳感器（IoT & Sensor）”。

 

6 月 13 日上午的“適用 AI 的技術(shù)和系統(tǒng)（Technology and System for AI）、未來的存儲（The Future of Memory）”。

 

6 月 14 日，星期五

 

專題論壇：實現(xiàn)自動駕駛技術(shù) Enabling Technologies for Autonomous Driving

來自豐田、恩智浦、電裝、索尼、恩偉達(dá)的嘉賓將分享他們見解。

 

分會場：6 月 11 日 -13 日是分會場時間，有超過 40 個分會場。更多分會場信息訪問會議網(wǎng)站。

 

三、中國內(nèi)地在 VLSI 論文入選情況

筆者查閱了 VLSI 相關(guān)文檔，根據(jù)對第一作者所在單位的統(tǒng)計，截止 2019 年的 VLSI，中國內(nèi)地在 VLSI 總共入選論文 39 篇，其中 VLSI 技術(shù)研討會 18 篇，VLSI 電路研討會 21 篇。

 

39 篇論文按第一作者所在單位來看，北京大學(xué)以 10 篇居首，清華大學(xué)以 9 篇排第二，電子科技大學(xué)和復(fù)旦大學(xué)以 5 篇并列第三，中科院微電子所和浙江大學(xué)各有 2 篇，中科院半導(dǎo)體所、中國科技大學(xué)、南京理工大學(xué)、東南大學(xué)、ADI 上海、Marvell 上海各有 1 篇。

 

 

VLSI 技術(shù)研討會 18 篇論文中，北京大學(xué) 10 篇，復(fù)旦大學(xué) 3 篇，清華大學(xué) 2 篇，中科院微電子所 2 篇，浙江大學(xué) 1 篇。

 

 

VLSI 電路研討會 21 篇論文中，清華大學(xué) 7 篇，電子科技大學(xué) 5 篇，復(fù)旦大學(xué) 2 篇，中科院半導(dǎo)體所、中國科技大學(xué)、浙江大學(xué)、東南大學(xué)、南京理工大學(xué)、ADI 上海、Marvell 上海各 1 篇。從時間來看，2016 年到 2019 年的四年間就入選 18 篇，入選時間非常集中。僅 2018 年就入選 7 篇占總數(shù)的 1/3。

 

清華大學(xué) 9 篇都是發(fā)表在最近 3 年，其中 2017 年 3 篇，2018 年 5 篇，2019 年 1 篇。

 

從指導(dǎo)老師來看，北京大學(xué)黃如院士以 5 篇居首，北京大學(xué)康晉鋒教授和清華大學(xué)尹首一副教授各 4 篇并列第二，電子科技大學(xué)李強(qiáng)教授、復(fù)旦大學(xué)林殷茵教授、清華大學(xué)劉勇攀副教授各 3 篇并列第三。

 

2005 年，中科院半導(dǎo)體所的石寅研究員團(tuán)隊在 VLSI 電路研討會發(fā)表了中國內(nèi)地在此頂級學(xué)術(shù)會議上的第一篇論文《A direct digital frequency synthesizer with single-stage delta-sigma interpolator and current-steering DAC》；第一作者倪衛(wèi)寧，該論文于 2006 年 4 月發(fā)表在頂級雜志 IEEE JSSC 期刊上。在論文中，該團(tuán)隊融入Σ/Δ技術(shù)，采用 0.35μm 常規(guī) CMOS 工藝研制出合成時鐘頻率達(dá) 2 GHz 的新一代 ROM- LESS 直接數(shù)字頻率合成(DDS)高速芯片，并流片驗證。

 

2006 年和 2007 年，連續(xù)兩年沒有論文入選。

 

2008 年，北京大學(xué)康晉鋒教授團(tuán)隊在 VLSI 技術(shù)研討會發(fā)表了中國內(nèi)地在此頂級學(xué)術(shù)會議上的第一篇論文《A Unified Physical Model of Switching Behavior in OxideBased RRAM》。

 

2009 年，共有 2 篇文章入選，都來自北京大學(xué)。

 

北京大學(xué)黃如教授團(tuán)隊和康晉鋒教授團(tuán)隊各有 1 篇論文入選 VLSI 技術(shù)研討會。

 

2010 年，共有 2 篇文章入選，都來自復(fù)旦大學(xué)。

 

林殷茵教授團(tuán)隊論文入選 VLSI 技術(shù)研討會。

 

曾曉洋教授團(tuán)隊論文入選 VLSI 電路研討會。

 

2011 年，沒有論文入選。

 

2012 年，共有 2 篇文章入選。

 

北京大學(xué)黃如教授團(tuán)隊論文入選 VLSI 技術(shù)研討會。

 

復(fù)旦大學(xué)林殷茵教授團(tuán)隊論文入選 VLSI 電路研討會。

 

2013 年，共有 2 篇文章入選。

 

北京大學(xué)黃如教授團(tuán)隊和復(fù)旦大學(xué)林殷茵教授團(tuán)隊各有 1 篇論文入選 VLSI 技術(shù)研討會。

 

2014 年，共有 3 篇文章入選。

 

北京大學(xué)黃如教授團(tuán)隊、康晉鋒教授團(tuán)隊和復(fù)旦大學(xué)林殷茵教授團(tuán)隊各有 1 篇論文入選 VLSI 技術(shù)研討會。

 

2015 年，沒有論文入選。

 

2016 年，共有 4 篇文章入選。

 

中科院微電子所劉明院士團(tuán)隊和北京大學(xué)康晉鋒教授團(tuán)隊各有 1 篇論文入選 VLSI 技術(shù)研討會。

 

電子科技大學(xué)李強(qiáng)教授團(tuán)隊和南京理工大學(xué)各有 1 篇論文入選 VLSI 電路研討會。

 

2017 年，共有 5 篇文章入選；其中來自學(xué)術(shù)界 4 篇，來自產(chǎn)業(yè)界 1 篇。

 

北京大學(xué)張興教授團(tuán)隊論文入選 VLSI 技術(shù)研討會。

 

清華大學(xué)魏少軍教授 / 尹首一副教授團(tuán)隊有 1 篇、劉勇攀副教授團(tuán)隊有 2 篇論文入選 VLSI 電路研討會。

 

入選 VLSI 電路研討會的產(chǎn)業(yè)界 1 篇論文來自美滿電子（Marvell）上海團(tuán)隊。

 

2018 年，共有 10 篇文章入選其中來自學(xué)術(shù)界 9 篇，來自產(chǎn)業(yè)界 1 篇。

 

清華大學(xué)錢鶴教授團(tuán)隊有 2 篇、浙江大學(xué)趙毅教授團(tuán)隊有 1 篇論文入選 VLSI 技術(shù)研討會。

 

清華大學(xué)有 3 篇論文入選 VLSI 電路研討會，都是關(guān)于人工智能（AI）芯片；其中魏少軍教授 / 尹首一副教授團(tuán)隊 2 篇，劉勇攀副教授團(tuán)隊 1 篇。

 

電子科技大學(xué)有 3 篇論文入選 VLSI 電路研討會，其中李強(qiáng)教授團(tuán)隊 2 篇，文光俊教授團(tuán)隊 1 篇。

 

入選 VLSI 電路研討會的產(chǎn)業(yè)界 1 篇論文來自 ADI 上海團(tuán)隊。

 

2019 年，共有 7 篇文章入選。

 

北京大學(xué)黃如院士團(tuán)隊、中科院微電子所劉明院士團(tuán)隊各有 1 篇論文入選 VLSI 技術(shù)研討會。

 

中國科技大學(xué)劉明院士團(tuán)隊、清華大學(xué)魏少軍教授 / 尹首一副教授團(tuán)隊、電子科技大學(xué)、東南大學(xué)和浙江大學(xué)各有 1 篇論文入選 VLSI 電路研討會。

 

四、思考

中國內(nèi)地從 2005 年在 VLSI 上發(fā)表第一篇論文，至 2019 年共發(fā)表 39 篇論文，平均每年入選 2.6 篇，其中 37 篇來自大學(xué)和研究所等學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)，來自產(chǎn)業(yè)界只有 2 篇入選（全為外資企業(yè)投稿）。中國內(nèi)地產(chǎn)業(yè)界至今沒有在 VLSI 會上發(fā)表一篇發(fā)表，這說明我國產(chǎn)業(yè)界在原始創(chuàng)新方面，還有很長的路要走。

 

實際上不管是從投稿數(shù)還是入選數(shù)量上，我們都處于在很低的數(shù)量級上，表明在集成電路設(shè)計方面的水平和世界最頂尖水平還是存在明顯的差距。

 

另外在我國一個較迫切的問題是要堅定的走產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的道路。今天，由政府資金推動的大量科研項目，取得了豐富的科研成果，但總體上技術(shù)轉(zhuǎn)化率并不高。只有企業(yè)在高?？蒲许椖可贤度刖揞~資金時，對于技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的要求才會更迫切，高校所受到壓力和推動力也更大，也將更務(wù)實高效。

 

我們也驚喜的看到，清華大學(xué)兩大人工智能團(tuán)隊都創(chuàng)辦了公司，劉勇攀副教授創(chuàng)辦了湃方科技（Pi2Star）、尹首一副教授創(chuàng)辦清微智能（TsingMicro），都開始向產(chǎn)業(yè)化進(jìn)軍。