【正文】 項專題技術(shù)攻關(guān)：重點研究第二代居民身份證專用芯片抗靜電放電（ESD）可靠性設(shè)計技術(shù)、芯片安全性設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)、卡片與機具的適應(yīng)性設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)、芯片模塊工藝優(yōu)化技術(shù)、芯片可靠性評價技術(shù)、芯片應(yīng)用安全性評估技術(shù)、芯片失效機理分析等關(guān)鍵技術(shù)；取得了ESD保護電路設(shè)計技術(shù)、非接觸芯片調(diào)制技術(shù)、非接觸穩(wěn)壓電路技術(shù)、多通道測試技術(shù)、噪聲檢測技術(shù)、真隨機數(shù)發(fā)生器電路設(shè)計技術(shù)、防攻擊安全性設(shè)計技術(shù)、非接觸閱讀器調(diào)制技術(shù)、非接觸卡條帶優(yōu)化技術(shù)、非接觸模塊抗壓測量技術(shù)、芯片參數(shù)測試分析技術(shù)與裝置、EEPROM壽命預(yù)測技術(shù)、失效分析技術(shù)、芯片失效統(tǒng)計分析方法和應(yīng)用安全性評測方法等20項關(guān)鍵技術(shù)與方法成果，并成功應(yīng)用于各公司的二代證專用芯片產(chǎn)品設(shè)計與優(yōu)化。1997年3月國務(wù)院第143次總理辦公會認為非接觸式集成電路卡技術(shù)具備綜合優(yōu)點，適于居民身份證的應(yīng)用；2001年1月，國務(wù)院第90次總理辦公會議原則同意公安部《關(guān)于采用非接觸式IC卡技術(shù)換發(fā)我國第二代居民身份證的請示》，同年6月，國務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于換發(fā)第二代居民身份證有關(guān)問題的批復(fù)》，至此，我國新一代居民身份證(以下簡稱：二代證)確定采用非接觸式IC卡技術(shù)制作?；陂W存的智能卡技術(shù)為全球智能卡的發(fā)展也做出了積極的貢獻。這項技術(shù)使得中國的智能卡技術(shù)一步跨入世界先進水平行列，目前中國企業(yè)生產(chǎn)的SIM卡芯片占全球的30%，中國市場上銷售的SIM卡芯片60%為中國企業(yè)所生產(chǎn)。所實現(xiàn)的IP核的容量從2KB6MB，均經(jīng)過了大規(guī)模生產(chǎn)的檢驗；　　。在本項目實施之初，盡管閃存技術(shù)已有相對成熟的制造工藝平臺，但應(yīng)用于智能卡的嵌入式閃存工藝還是空白。在軟件方面，承研單位發(fā)明了基于SIM卡應(yīng)用工具箱（STK）技術(shù)的移動通信增值業(yè)務(wù)空中下載技術(shù)(簡稱OTA技術(shù))?；谟布拇鎯ζ鞑僮鳈?quán)限管理控制和基于軟件的地址配置相結(jié)合，實現(xiàn)了可控粒度的存儲器功能劃分，實現(xiàn)了可執(zhí)行代碼的安全寫入和執(zhí)行切換；　　。閃存型智能卡芯片的數(shù)據(jù)有效存儲時間超過10年，反復(fù)擦寫次數(shù)超過30萬次，均達到和超過了傳統(tǒng)IC卡的芯片；　　。但是，閃存的引入也引發(fā)了可靠性、存儲器內(nèi)容防護等新課題。包括：　　。　　華虹NEC致力于自主工藝的研發(fā)，在嵌入式閃存制造方面形成了自己獨到的工藝和技術(shù)，為基于閃存的SIM卡研發(fā)和大批量生產(chǎn)打下了牢固的基礎(chǔ)?！　≡谠畔a(chǎn)業(yè)部和國家發(fā)改委的支持下，大唐微電子、清華大學和華虹NEC等單位聯(lián)合攻關(guān)，勇于創(chuàng)新、善于創(chuàng)新，在全球率先采用閃爍存儲器（Flash，簡稱閃存）替代傳統(tǒng)IC卡的只讀存儲器（ROM）和電擦除可編程存儲器（EEPROM），并突破了芯片設(shè)計、可靠性、安全防護等一系列關(guān)鍵技術(shù)，一舉打破了國外的技術(shù)壟斷。　　隨著我國在上世紀90年代中期開始全面部署以GSM為代表的移動通信系統(tǒng)，SIM卡成為不可或缺的關(guān)鍵產(chǎn)品。圖12圖13是山東華芯半導體的DDR2產(chǎn)品及部分應(yīng)用情況。批量生產(chǎn)過程中，山東華芯的DDR2產(chǎn)品成品率大約為81%，比國際同行平均水平高16%，有力提升了產(chǎn)品的市場競爭力。更為可貴的是，山東華芯在引進消化吸收奇夢達技術(shù)的同時，不斷創(chuàng)新，在產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)、低功耗等方面有所突破，積累了良好的存儲器設(shè)計、測試、量產(chǎn)、方案構(gòu)建及推廣應(yīng)用等研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗，成長為全球重要的DRAM研發(fā)企業(yè)。2008年，山東華芯半導體公司抓住全球DRAM的主要生產(chǎn)商——德國奇夢達公司破產(chǎn)清算的有利時機，收購了奇夢達在中國西安的研發(fā)中心，并通過授權(quán)等方式獲得了奇夢達公司基于65nmBWL工藝平臺的芯片與模組設(shè)計，晶圓、顆粒及模組測試等相關(guān)的專利、Knowhow等知識產(chǎn)權(quán)和開發(fā)工具，以及上萬件專利的使用權(quán)，掃清了自主發(fā)展DRAM產(chǎn)品的知識產(chǎn)權(quán)障礙，擁有了優(yōu)秀的人才資源、技術(shù)資源和設(shè)備資源等，具備了發(fā)展自主DRAM產(chǎn)品的基礎(chǔ)條件?！　。ㄋ模﹦討B(tài)隨機存儲器　　動態(tài)隨機存儲器（DRAM）與中央處理器（CPU）、數(shù)字信號處理器（DSP）和可編程邏輯陣列器件（FPGA）并稱四大高端通用芯片，是計算機系統(tǒng)的兩大核心部件之一，是電子信息領(lǐng)域的重大戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)品。相關(guān)產(chǎn)品榮獲2008年度信息產(chǎn)業(yè)重大技術(shù)發(fā)明獎、2009年度國家科學技術(shù)進步二等獎、2010年度電子信息科學技術(shù)一等獎。　　2011年6月《地面數(shù)字電視接收機通用規(guī)范》和《地面數(shù)字電視接收器通用規(guī)范》等6項地面數(shù)字電視接收終端國家標準發(fā)布，并于2011年11月1日起正式實施。同年，“AVS視頻編碼標準關(guān)鍵支撐技術(shù)”榮獲信息產(chǎn)業(yè)部重大技術(shù)發(fā)明獎、“中國標準創(chuàng)新貢獻獎”一等獎。這一成果奠定了我國在數(shù)字電視領(lǐng)域具備進行系列關(guān)鍵芯片設(shè)計開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品開發(fā)的基礎(chǔ)和能力。TD產(chǎn)業(yè)的繁榮，也使得產(chǎn)業(yè)鏈上下游在研發(fā)、市場等方面投入均大幅增加，創(chuàng)造了良好的產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展環(huán)境，幫助和促進TD產(chǎn)業(yè)走向良性循環(huán)，從而進一步提升了TD產(chǎn)業(yè)的競爭力。SC8800G已于2011年第一季度正式推向市場，使用此芯片產(chǎn)品的手機已經(jīng)量產(chǎn)上市。SC8800G的研制成功，是我國乃至亞洲當期第一次在半導體商用手機基帶芯片設(shè)計水平上超過歐美公司，達到全球領(lǐng)先水平，實現(xiàn)了展訊通信從行業(yè)跟隨者到引領(lǐng)者的跨越式發(fā)展。在工作頻率提升，漏電流控制，成品率控制等方面組織了一系列技術(shù)攻關(guān)。并于2011年在人民大會堂發(fā)布了全球首款40nm低功耗商用TDHSPA/TDSCDMA多模手機通信芯片SC8800G。　　COMIPTM研制之后，已經(jīng)成功應(yīng)用于包括SCDMA手機、VoIP、可視電話、數(shù)字家電在內(nèi)的多個領(lǐng)域?！　OMIPTM是我國第一顆具備現(xiàn)代通信終端SoC特征的超大規(guī)模集成電路芯片，它的成功商用對改變我國通信產(chǎn)品缺“芯”的被動局面和促進通信終端整機的發(fā)展具有重大和深遠的意義。近期展訊通信采用40nm工藝研制成功移動通信終端專用芯片，標志著我國移動通信終端SoC邁進國際先進水平，總體技術(shù)水平明顯提升?！　〗刂聊壳埃瑖a(chǎn)嵌入式CPU產(chǎn)業(yè)化累計已經(jīng)實現(xiàn)7000萬顆以上的應(yīng)用。CK802中內(nèi)存數(shù)據(jù)的存取劃分為兩個步驟，分別為地址的產(chǎn)生和內(nèi)存的訪問，最快支持在一個時鐘周期內(nèi)完成存儲器的訪問。它以8位CPU的成本獲得32位嵌入式CPU的運行效率與性能。設(shè)計低成本的分支預(yù)測機制，并通過編譯器與硬件共同作用提高分支預(yù)測的準確率。CK810系列嵌入式CPU包括針對浮點加強的CK810F、針對DSP運算加強的CK810D及針對多核的CK810MP，CK810性能大體與國際主流的同檔次嵌入式CPU相當。CKCORE自主指令系統(tǒng)面向未來高性能需求而設(shè)計，采用32/16混合指令編碼技術(shù)，其中：32位指令功能完善用于提升指令集的綜合性能；16位指令是32位指令的子集，功能相對簡單用于提升指令代碼密度和降低功耗。杭州中天微系統(tǒng)公司與浙江大學協(xié)同創(chuàng)新，在執(zhí)行20102011國家科技重大專項的任務(wù)中成功研發(fā)了自主創(chuàng)新指令集系統(tǒng)的32位高性能嵌入式CK800系列CPU。主要包括CKCoreCPU軟件開發(fā)套件、CKCore編譯、鏈接和調(diào)試工具鏈及開發(fā)板、硬件仿真器等。CK600系列處理器主要包括CK6CK610E、CK610S、CK610M、CK610F、CK620和CK610ESMF等多種配置型號。C*300、CK500和CK600系列嵌入式CPU的應(yīng)用領(lǐng)域包括：數(shù)字音視頻類：包括數(shù)字電視及機頂盒、安防監(jiān)控等；信息安全類：包括加密網(wǎng)絡(luò)、商用金融設(shè)備、信息安全終端；消費類電子產(chǎn)品及醫(yī)療電子；工業(yè)控制類、通訊類的多種應(yīng)用。相關(guān)成果在2009年獲得了國家科技進步二等獎。到2011年底，基于國產(chǎn)CPU的桌面計算機和服務(wù)器推廣應(yīng)用達到了十萬套的量級?！　　笆晃濉焙笃?，桌面CPU和服務(wù)器CPU進一步提升了技術(shù)水平并進行了初步應(yīng)用，如“十一五”末研發(fā)完成的“龍芯3C”采用32nm工藝設(shè)計，片內(nèi)集成8個64位超標量向量處理器核，共有十多億只晶體管；“龍芯2號”最新產(chǎn)品“龍芯2H”采用65nm工藝，片內(nèi)集成四發(fā)射64位處理器核、流媒體處理、圖形圖像處理以及南橋、北橋等配套芯片組功能，為低成本電腦提供了單片解決方案?！褒埿?A”采用65納米CMOS工藝設(shè)計，片內(nèi)集成了4個四發(fā)射64位處理器核和4MB二級Cache，主頻達到1GHz，功耗小于15瓦，峰值性能達到每秒160億次浮點運算。以“龍芯”CPU為例，中科龍芯于2002年8月研制成功國內(nèi)第一款32位通用CPU“龍芯1號”，2003年10月研發(fā)成功國內(nèi)第一款64位通用CPU“龍芯2號”（“龍芯2B”）；在此基礎(chǔ)上，中科龍芯又在CPU體系結(jié)構(gòu)、物理設(shè)計、測試驗證等CPU設(shè)計核心技術(shù)方面取得重要進步，分別于2004年9月和2006年3月研制成功“龍芯2號”系列的后續(xù)型號“龍芯2C”和“龍芯2E”?！吧晖?600”在高性能計算領(lǐng)域的成功應(yīng)用，使我國成為繼美國、日本之后能夠使用自主設(shè)計的處理器構(gòu)建千萬億次級高性能計算機的國家，對實現(xiàn)重大信息系統(tǒng)自主可控發(fā)展具有重大意義。測試結(jié)果表明，最高峰值運算速度為每秒2048億次浮點運算，運行功耗在50W以內(nèi)，能效比提升近一倍，在計算能力、磁盤訪問、網(wǎng)絡(luò)處理等方面已達到了國際主流處理器的同等水平。　　　　　　2012年初，該中心成功完成“申威1600”改進型——“申威1610”處理器研制。該處理器為RISC結(jié)構(gòu)，集成近5700萬只晶體管，峰值運算速度達到每秒50億次浮點運算。上海高性能集成電路設(shè)計中心在科學技術(shù)部和上海市的大力支持下于2003年8月創(chuàng)建，主要從事自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)高性能CPU開發(fā)并推進技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化?！　　。ㄒ唬┳灾髦R產(chǎn)權(quán)CPUCPU被譽為電子信息產(chǎn)品的心臟，是集成電路產(chǎn)品的制高點。二、集成電路設(shè)計　　集成電路設(shè)計業(yè)是包括中國在內(nèi)的全球整個集成電路產(chǎn)業(yè)中最為活躍的部分?！　。ㄋ模┤瞬排囵B(yǎng)和引進開始顯現(xiàn)成果　　集成電路是知識密集型的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，其持續(xù)、快速、健康的發(fā)展需要大量高水平的人才?！　。ǘ┘呻娐吩O(shè)計產(chǎn)業(yè)群聚效應(yīng)日益凸現(xiàn)　　以上海為中心的長江三角洲地區(qū)、以北京為中心的環(huán)渤海地區(qū)以及以深圳為中心的珠江三角洲地區(qū)已經(jīng)成為國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)集中分布的區(qū)域。集成電路技術(shù)十年發(fā)展20121127 17:06:17清華大學教授、微電子學研究所所長 魏少軍　　一、總體情況　　集成電路產(chǎn)業(yè)是關(guān)系國民經(jīng)濟和社會發(fā)展全局的基礎(chǔ)性、先導性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，是電子信息產(chǎn)業(yè)的核心，是關(guān)系到國家經(jīng)濟社會安全、國防建設(shè)極其重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。目前，中國集成電路產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了集成電路設(shè)計、芯片制造、封裝測試及支撐配套業(yè)共同發(fā)展的較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈格局。2000年以來，“申威”高性能CPU、“龍芯”和“眾志”桌面計算機用CPU、蘇州國芯C*Core和杭州中天CKCore嵌入式CPUIP核、智能卡集成電路芯片、第二代居民身份證專用芯片、自主高清電視（HDTV）標準和自主音視頻標準AVS芯片、華為網(wǎng)絡(luò)通訊交換裝備核心系統(tǒng)芯片、大唐電信COMIPTM和展訊移動通信終端SoC、超大規(guī)模集成電路制造工藝、智能卡芯片專用工藝及高壓特色工藝等技術(shù)和產(chǎn)品都取得了重要成果，大部分成果取得了產(chǎn)品化和產(chǎn)業(yè)化的重大進展，并獲得國家科技進步獎勵。隨后教育部、科技部批準建設(shè)國家集成電路人才培養(yǎng)基地。在過去的十年間，我國集成電路設(shè)計業(yè)在CPU、智能卡專用芯片、3G通信芯片、數(shù)字電視芯片、第二代居民身份證芯片等領(lǐng)域取得了令人矚目的成果。經(jīng)過十余年不懈努力，掌握了高性能CPU體系架構(gòu)設(shè)計的核心技術(shù)，突破了微結(jié)構(gòu)設(shè)計、Cache設(shè)計、核間通信、總線設(shè)計、存儲器接口設(shè)計、低功耗設(shè)計、可靠性及安全性設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)，達到了國際領(lǐng)先水平。 2006年，該中心在國家863計劃超大規(guī)模集成電路設(shè)計專項“國產(chǎn)高性能SOC芯片”課題支持下，成功研制出第一代國產(chǎn)64位通用處理器——“申威1”。該處理器采用自主指令集，65納米代工工藝，峰值運算速度達每秒1408億次雙精度浮點結(jié)果，是我國第一款自主研制的64位通用多核處理器，也是世界上首款投入實用的16核處理器，在多項核心關(guān)鍵技術(shù)上有重大創(chuàng)新和突破，整體技術(shù)居國內(nèi)領(lǐng)先、達到國際先進水平。該芯片采用多項新技術(shù)提高頻率、提升性能、增強功能、降低功耗。該系統(tǒng)全部采用“申威1600”處理器，僅用8704顆處理器芯片即達到每秒千萬億次峰值性能，是國內(nèi)迄今為止唯一一臺全部采用國產(chǎn)處理器實現(xiàn)速度超過千萬億次的高性能超級計算機?！　“踩?wù)器 辦公計算機 千兆防火墻 國產(chǎn)數(shù)控主機　　　　在桌面計算機/服務(wù)器CPU領(lǐng)域，中科龍芯和北大眾志等單位開展了以“龍芯”、“眾志”為代表的國產(chǎn)桌面和服務(wù)器CPU技術(shù)研發(fā)。以“龍芯”CPU為例，一方面，開展了四核“龍芯3號”的研制，并于2009年9月研制成功我國首款64位四核CPU“龍芯3A”。2010年初，在科學院和北京市的支持下，中科院計算所在北京成立了“龍芯中科技術(shù)有限公司”并使龍芯團隊逐步向企業(yè)轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)了“龍芯”CPU的企業(yè)化運做。軟硬件協(xié)同發(fā)展、整機與應(yīng)用帶動芯片和軟件發(fā)展已經(jīng)成為廣泛共識。目前，國產(chǎn)嵌入式CPU已經(jīng)形成了每年千萬顆級的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。C*300、CK500和CK600系列嵌入式CPU已形成較為完善的開發(fā)驗證平臺和集成開發(fā)環(huán)境