集成电路，是现代信息社会的基石。不只是我们日常使用的手机、电视机、计算机等各种电子设备广泛使用集成电路，军事、遥控、通讯等领域也都对集成电路有高度依赖。
每年，全球集成电路行业都有几次重要的国际会议，而其中以国际固态电路会议最为重要，堪称“业界风向标”。该会议始于1953年，是目前国际上规模最大、最权威、水平最高的固态电路国际会议，是全球最尖端芯片技术发表之地，有着集成电路行业“奥林匹克”大会的美誉。在60多年的办会历史中，众多集成电路史上里程碑式的发明都在这里首次亮相。例如：世界上第一个TTL电路，世界上第一个GHz微处理器，世界上第一个CMOS毫米波电路等等。入选该会议的科研成果，都代表着当前国际集成电路领域的最高科技水平。
在日前举行的第68届国际固态电路会议(ISSCC 2021)上，两款来自合肥的芯片惊艳亮相，为合肥迈向“中国IC之都”加速。
隔离电源芯片挑战“物美价廉”
在此次大会上，中国科学技术大学程林教授课题组提出一种新型隔离电源芯片设计方案。该方案通过在单个玻璃衬底上利用三层再布线层，实现高性能微型变压器的绕制，并完成与发射和接收芯片的互联，有效提高了芯片转换效率和功率密度，为今后隔离电源芯片的设计提供了一个新的解决方案。
隔离电源芯片在工业控制设备中对于保证系统的安全和可靠性起到至关重要的作用。之前由于受技术方面的限制，隔离电源芯片尺寸和成本一直降不下来。程林教授课题组创造性利用先进的晶圆级封装技术，不仅完成芯片间的互联，还实现了变压器的绕制，克服了现有芯片设计中需要3颗甚至4颗芯片的缺点，使得隔离电源芯片可以实现更高的效率和更低的成本。
“这种晶圆级封装特别适合大规模的生产，在大规模生产条件下，它的成本可以大大降低，比同款芯片可能效率提高了10个百分点，这意味着设备的使用寿命会大大加长，同时对设备的安全使用也有很大好处。”程林介绍说。此次，他所率课题组的相关成果以论文形式在该会议上发表并进行演示，得到专家一致认可。“每年大约有200篇论文入选国际固态电路会议。这也是中科大首次以第一作者单位在该会议上发表论文。”程林说。
今年的全国两会政府工作报告中提出要把科技自立自强作为国家发展的战略支撑，这让程林感到身兼更多责任。“作为一名高校科研人员，我要带领团队不断提高创新能力，加快关键核心技术的攻关。同时，也要不断加强人才的培养力度，为社会和企业输送更多优秀人才。”
毫米波雷达芯片创全球新纪录
在第68届国际固态电路会议上，另一款诞生在合肥的芯片同样引人瞩目。这就是中国电子科技集团公司第三十八研究所发布的一款高性能77GHz毫米波芯片及模组，它在国际上首次实现两颗3发4收毫米波芯片及10路毫米波天线单封装集成，探测距离达38.5米，创造了全球毫米波封装天线最远探测距离的新纪录。
据介绍，该芯片在24毫米×24毫米空间里实现多路毫米波雷达收发前端的功能，创造性地提出一种动态可调快速宽带鸟声信号产生方法，并在封装内采用多馈入天线技术，大幅提升封装天线的有效辐射距离，为近距离智能感知提供了一种小体积、低成本的解决方案。
此次发布的封装天线模组包含两颗38所自主研发的77GHz毫米波雷达芯片，该芯片面向智能驾驶领域对核心毫米波传感器的需求，采用低成本工艺，单片集成3个发射通道、4个接收通道及雷达波形产生器等，主要性能指标达国际先进水平，在快速宽带雷达信号产生等方面具有特别优势，芯片支持多片级联并构建更大规模的雷达阵列。
封装天线技术很好地兼顾了天线性能、成本及体积，代表着近年来毫米波天线技术的重大成就。基于扇出型晶圆级封装是封装天线的一种主流的实现途径，国际上大公司都基于该项技术开发了集成封装天线的芯片产品。此次，38所团队基于扇出型晶圆级封装技术，创造性地采用了多馈入天线技术，有效改善了封装天线效率低等问题，探测距离创造了新的世界纪录。
据悉，该款毫米波雷达芯片取得的成果，有望拉动智能感知技术领域的又一次突破。下一步，38所将对毫米波雷达芯片进一步优化并根据应用需求的扩展以及技术的进步而改变，根据具体应用场景提供一站式解决方案。
共建集成电路“皖字”生态圈
集成电路产业是信息技术产业的核心。当前，全球集成电路产业正步入颠覆性技术变革时机，我国集成电路产业发展也迎来重大机遇。
集成电路是近年来我省重点打造的战略性新兴产业。依托“政产学研用金”等多要素联动，我省在这一领域的技术优势日益加强，仅中国科学技术大学近两年就先后承担了多项国家科研攻关项目，并在电源管理芯片、宽禁带半导体器件以及半导体量子计算等领域实现了多项核心技术突破。
近年来我国集成电路产业快速发展，与此同时集成电路人才瓶颈问题也日益突出。虽然目前我国半导体从业人员每年都在快速增长，但总体还是缺人。有数据显示，我国集成电路的人才缺口在30万左右。
去年以来，江苏、浙江、广东等地都在集成电路人才培养上纷纷发力。今年2月，安徽大学成立集成电路学院，旨在打造集成电路科学与工程领域高端人才培养基地，创新人才培养体系和科技协同创新体系，服务集成电路产业发展。安大校长匡光力表示：“安徽大学选择集成电路材料与技术作为主打方向，打造世界一流的材料科学的研究平台。在最好的集成电路技术研究平台上培养人才，利用这些学科开展技术探索，希望为安徽的电子产业发展提供新技术，输送优秀人才。”
为了加快集成电路领域的优质资源向合肥乃至安徽聚集，形成集成电路产业生态圈，提升产业的核心竞争力和综合实力，前不久，我省首家集成电路孵化中心在合肥市高新区成立，其载体空间达12000平方米，可同时容纳60余家初创公司。中心将采取政府引导、产业化导向、市场化运作、专业化服务的开放营运模式，为高校和企业搭建产学研协同平台，围绕关键“卡脖子”技术难题及重点产品展开联合研发，着力在消费电子、物联网、5G通信、新能源汽车等应用领域实现重点突破。(记者 陈婉婉)
