中国电子产业10大突破 看本土产业如何崛起？

　　作为世界第二大经济体，为什么中国的电子科技行业一直大而不强？为什么中国拥有全球最大的电子产品产能，却在核心技术方面长期受制于国外企业？作为电子设备的“心脏”，我国对进口芯片的依赖已经到了令人咋舌的地步：进口芯片的花费甚至超过了进口石油。中国电子科技产业大而不强的现状亟需改变，国内企业一直在努力，政府也不在不断的大力扶持。近年来，我国在电子科技行业也取得了巨大进步。2013年即将过去，我们已一起来回顾下中国电子产业的10大突破是如何助力本土产业逐步崛起的？

　　进军新兴领域石墨烯研究挤身世界前列

　　中科院重庆研究院自成立以来，研发的3D打印、机器人、石墨烯等产品科研成果转化迅速。目前石墨烯已建立公司，建成后将是国内第一条世界领先的石墨烯生产线。

　　目前，中科院重庆绿色智能技术研究院首期10万㎡的科研园区已于今年9月投入使用。综合科研楼、学生公寓、孵化楼等设施已建成。一个以高新科学技术为主，以生态环境保护为重点的高层次科研平台已快速搭建。目前已经搭建微纳制造、智能工业设计、3D打印技术、超级技术等公共科研平台，力求在机器人产业、石墨烯产业、环保产业等新兴产业领域取得重大进展。

　　研究院下属的智能多媒体技术研究中心研发了世界上首台移动式多角度人脸图像采集阵列，并以此为基础研发出了世界领先的动态人脸识别和视频目提取与检索算法。广泛应用于纳电子器件、代替硅生产超级计算机、光子传感器等领域的石墨烯新型材料也在该院研发成功。目前已在重庆建立第一个石墨烯薄膜的生产企业，加快建设国内第一条在世界上都比较领先的石墨烯生产线。

　　早在年初，该院已经成功制备出国内首片15英寸的单层石墨烯，这样的大尺寸，达到了国内最高水平。它或将为我们的手机、电脑等电子产品带来一场革命。

　　另外，还从中科院上海微系统所获悉，该所信息功能材料国家重点实验室SOI课题组与超导课题组，采用化学气相淀积法，在锗衬底上直接制备出大面积、均匀的、高质量单层石墨烯。相关成果日前发表于《自然》杂志子刊《科学报告》。

　　目前，化学气相沉积法是制备高质量、大面积石墨烯的最主要途径。但是，在石墨烯的生长过程中，金属基底是必不可少的催化剂，而随后的应用必须要将石墨烯从金属衬底上转移到所需要的绝缘或者半导体基底上。烦琐的转移过程容易造成石墨烯的结构被破坏和污染，难以与当前成熟的大规模集成电路工艺兼容，影响了基于石墨烯器件的大规模推广与应用。

　　鉴于此，在研究员狄增峰的指导下，博士生王刚等提出了在大尺寸锗基上利用化学气相淀积法直接制备石墨烯的方法，并成功制备出大面积、均匀的、高质量的单层石墨烯。锗是一种重要的半导体材料，相较传统的硅材料，具有极高的载流子迁移率，被认为是最具潜力取代硅的半导体材料，有望应用于未来大规模集成电路。

　　狄增峰表示，锗基石墨烯直接实现了高质量石墨烯与半导体衬底的集成，且制备工艺与现有的半导体工艺兼容，将能更快地推动石墨烯在半导体工业界的广泛应用，具有重要的应用价值。

　　值得一提的是，近期有消息称，我国将率先制定石墨烯行业标准，有望使产业形成一个公认的标准，这对产业的发展完善和进一步产业化应用将有很大的推动作用。石墨烯的产业化进程中所遇到的阻碍，并不仅仅是制备工艺，行业标准缺失也是“拦路虎”之一，业界在石墨烯的定义、性能、制备方法、检测表征方法等核心问题上难以达成广泛共识。中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春表示，行业标准的出台，主要目的是为了名称、测试方法等方面的统一。“目前国际上还没有权威机构制定石墨烯行业的相关标准，我们率先制定标准，明年还有望成立国际的石墨烯联盟，让国际跟着我们的标准走，具有非常重大的战略意义。”

　　北斗有了“中国芯”守卫国门的“金钥匙”手中掌握

　　2000年，中国早于欧洲人，成为继美国、俄罗斯之后全球第三个拥有自主卫星导航系统的国家。北斗卫星导航系统以其特有的特色和优势获得了“北斗一代”用户的欢迎。

　　北斗二代系统于2004年8月31日正式立项，2011年12月27日提供试运行服务。2012年12月27日，北斗卫星导航系统新闻发言人、中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其在国新办发布会现场宣布：我国自主研发的北斗卫星导航系统即日起向亚太大部分地区正式提供区域服务，可覆盖地区西起伊朗、东达中途岛、南含新西兰、北至俄罗斯。

　　到2020年，全球手机、导航仪等终端，便可以收到来自中国北斗的问候了。

　　整整一年，北斗卫星导航系统完成了4箭6星发射，16颗卫星的星座构型闪耀太空。自上世纪90年代跟踪研究算起，历经近20载，从无到有，北斗提供的导航、通信和授时服务正从国防军用全面步入灾害监测、渔政交通等行业应用。在汶川大地震救援中，在湄公河惨案元凶追捕中，在神舟飞船和南极科考雪龙号上，北斗可谓是战功赫赫。

　　中国北斗导航手持机、芯片首次曝光

　　2013年世界雷达博览会于10月16日—18日在北京展览馆举办。世界雷达博览会始于2001年，每两年举办一届，是雷达及相关领域的国内外知名展示交流平台。本届展览会由总装备部正式批准，由中国雷达行业协会、中国电子科技集团公司、中国电子信息产业集团有限公司、中国保利集团公司共同主办。

　　作为参展商的北京理工雷科电子信息技术有限公司，在展区内展示了多个型号的北斗导航系统便携式终端接收设备，包括北斗手持机和手持式导航模拟器等。同时还展示了北斗手持机的内部芯片。这也是北斗导航相关手持设备及芯片的首次展示。

　　超级计算机登顶彰显大国竞争力

　　中国研制的“天河二号”超级计算机17日荣登全球超级计算机500强排行榜榜首，这是时隔两年半后“中国造”再获此殊荣，“天河”也与“天宫”、“神舟”一道，成为国家竞争力的一个象征。“天河二号”登顶标志着中国在超级计算机研制的自主可控方面又迈出一步。

　　超级计算机是国家科研的一个基础工具，为解决经济、科技等领域一系列重大挑战提供了重要手段，对提升综合国力也具有战略意义。毫无疑问，“国之重器”不能受制于人。“天河二号”登顶表明，中国在这方面的巨大努力收到了回报。接受记者采访的多名中外专家不约而同地指出，“天河二号”最引人注目的一个关键词就是：自主研发。尽管“天河二号”还使用英特尔芯片，但中国超级计算机将来拥有“中国芯”不是梦。

　　“天河二号”登顶也反映出中国在超级计算机硬件、软件和应用等方面整体科研实力的迅猛发展。

　　2010年，“天河一号”打破美日的垄断，首次在超级计算机500强排行榜上称雄，此次“天河二号”以运算速度超过第二名近一倍的绝对优势排名榜首。全球超级计算机领域你追我赶，竞争如此激烈，中国能两次“夺冠”，而且此次优势如此大，说明中国在该领域的成就绝非昙花一现，而是确确实实迈进了国际先进行列。

　　“天河二号”问鼎固然让人高兴，但也应看到，全球超级计算机格局并没有改变，第一序列依然是美国，中国、日本、英国、法国和德国只能在第二序列中争先。正如中科院计算机网络信息中心超级计算中心主任迟学斌所言：“我们很多部件还依赖美国，我们也应该更加注重应用等方面的投入。”

　　中国不但两次登顶超级计算机500强排行榜，在其它计算领域也有喜人的成就。

　　据报道，受自然界最为奇妙的“伪装大师”———拟态章鱼的启发，我国科学家融合仿生学、认知科学和现代信息技术，提出拟态计算新理论，并成功研制出世界首台结构动态可变的拟态计算机。

　　21日，这项名为“新概念高效能计算机体系结构及系统研究开发”项目，在上海通过了国家863计划项目验收专家组的验收。

　　拟态计算机由中国工程院院士邬江兴带领科研团队，在科技部和上海市政府联合支持下，联合国内外十余家单位，聚合500余名研究人员，历时6年研究而成。

　　拟态计算机的设计灵感来自于拟态章鱼。拟态章鱼是自然界最为奇妙的“伪装大师”，它能扭曲身体和触手，改变颜色，模仿至少十五种动物的外表和行为。直到1998年，人们才在印度尼西亚的苏拉维西海域发现它。

　　邬江兴院士说，融合仿生学、认知科学和现代信息技术，我国科学家首次提出了一种基于拟态计算的主动认知可重构体系结构，据这一理论，研制出拟态计算机的原理样机。

　　拟态计算机堪称“变形金刚”。目前所用一般的计算机“结构固定不变、靠软件编程计算”，而拟态计算机的结构动态可变，“靠变结构、软硬件结合计算”。针对用户不同的应用需求，拟态计算机可通过改变自身结构提高效能。

　　测试表明，拟态计算机典型应用的能效，比一般计算机可提升十几倍到上百倍，高效能特点显著。

　　龙芯挤进八核市场

　　现今，处理器的舞台已经不再是由个人电脑市场所独占，行动设备处理器不断演进持续往高效能、节能之路迈进。而Intel与ARM之间的比拼似乎又把这两类处理器的市场界线弄得更混沌不明。也间接说明了未来个人电脑全面搭载行动处理器也变得无不可能。然而，顶着中国设计制造名号的龙芯，自2002年就一直与 BLXIC公司合作计划研发设计有别于主流市场的处理器，今年更计划推出32奈米制程技术、8核心的处理器，届时是否能够成功吸引到特定市场的目光，大家都在看。

　　龙芯中科成立于2008年，2010年由中国科学院和北京市政府共同合作出资改建，其主要的目的在于将龙芯处理器研发成果商业化。而在今年将发布采用32 奈米制程技术‘龙芯-3B1500’新款晶片，不仅性能大幅提升，更拥有11.4亿个电晶体，与去年于ISSCC上所公布的龙芯-3B相比，即便电晶体的数量提升了将近2倍，但在功耗部分仍维持40W。效能方面也比先前采用65奈米制程技术之Godson-3B提升35％。毕竟随着制程技术的向上提升，能够让晶片厂商得以整合更多功能，进而加快效能也降低成本。

　　根据龙芯所公布的产品规划蓝图所示，龙芯3系列未来将计划推出‘龙芯3C’，将采用28奈米制程技术，拥有8-16个核心，主频1.5-2.0GHz，双精度浮点效能可达512GFlops。不过，即便龙芯-3B1500在效能等各方面皆进步不少，但在制程技术方面仍大幅落后Intel。目前Intel已于市面发售采用22奈米制程技术之处理器，龙芯的新晶片却困在32奈米制程技术里举步维艰。再加上，龙芯基于MIPS64CPU指令，所以并不支援主流的 Windows以及Linux作业系统。

　　不过，所幸GoogleAndroid4.1版本已导入MIPS架构，能够让龙芯-3B1500应用在平板电脑、伺服器等产品市场露出一丝曙光。MIPS 亚太地区副总裁MarkPittman表示：‘随着Google将MIPS导入至AndroidNDK，应用程式开发者能够方便地开发设计基于MIPS架构的产品。目前MIPS计划将下一阶段的主要精力将投入到构建自己的Android生态系统，并着重加强与中国品牌的合作。Google已经邀请MIPS 参与Android4.1JellyBean的合作伙伴开发套件（PDK）相关制定工作。’

　　龙芯总设计师、龙芯中科总裁胡伟武也提到：‘龙芯已经在10多个行业中具备成熟的解决方案，这些领域涉及军工、元端运算、邮件伺服器等。龙芯的目标是逐渐成为特定行业的CPU供应商，并探索成为业型CPU领导厂商。从长远发展看，龙芯需要研发GPU，但目前还不具备这样的能力。’

　　虽然龙芯与知名大厂所推出之处理器不管是在效能或是制程技术上，还不能与Intel和AMD在个人电脑市场上抗衡，但目前伺服器之CPU晶片价格昂贵，仍占伺服器总成本高达70%，龙芯晶片在强调低成本兼顾效能口号的同时，若能成功顺利获得市场的青睐，必能在市场上拥有一席之地。不过，龙芯所要处理及面对的当务之急依旧是外界对于龙芯研发技术仍抱着质疑的态度，龙芯想在国际间崭露头角，未来势必还有好长一段路要走。