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从一粒砂到一枚芯片的科普

类别:单片机/DSP

那些无处不在、无所不能的电子设备里,最核心、最关键的部分就是集成电路(芯片),它与我们密不可分,却又往往不为人所知,显得遥远而神秘。国家级科普教育基地上海集成电路科技馆于2009年1月5日正式向公众开放,2012年底完成提升改造,用高科技手段展示有关集成电路的基本常识,为爱好科技的人们打开了一个探究集成电路奥秘的窗口,场馆接待及各类活动的总人数超过50万人次。

砂粒+人类的智慧=神奇的集成电路

上海集成电路科技馆,作为全国第一个系统展示集成电路技术和产业发展相关知识的场所,为公众提供了一个普及集成电路知识的课堂。

这里有制造集成电路最原始的材料——砂子,价值昂贵的真实单晶硅棒、历史上的各种晶圆片、高清晰度的芯片内部版图、集成电路设计制造的整个过程,还有立体逼真的幻影工厂和可以亲身体验的风淋间,让人们真正的了解到自然界中最不起眼的砂石,一旦与人类智慧相结合,可以生产出如此神奇的集成电路。

风淋间,告诉你集成电路制造对空气洁净度的苛刻要求;电子显微镜告诉你芯片的内部结构;幻影工厂是一个芯片制造工厂特有的净化四层车间模型,中层车间有动态的人物和机器模型进行演示,表现出工厂生产的场景、设备和工人活动的状态,真实的再现了集成电路生产车间的工作环境。展项中的人物由真人拍摄,运用了幻影成像的原理,让人们看到了平时看不到的一个真实立体的工厂净化车间。

上海集成电路科技馆于2014年设计并完成了“芯片制造机”,这个1比1的嫦娥登月舱模型是我国首个集中介绍集成电路完整产业流程的多媒体互动游戏科普装置,以芯片材料制备、设计、制造、封装测试为核心,首次将一个微观的集成电路世界通过生动的游戏将每一个环节准确而系统地展现出来,让参观者体会游戏冲关趣味的同时,由浅入深地全面了解芯片是如何从一粒砂石最终成为一个高科技产品的科普原理。

这一创新科普成果不仅获得了众多业内专家的肯定,也走进了上海科技活动周、浦东科技节主体嘉年华活动,以及上海张江集团学校、上海市民办中芯学校等中小学校,为广大普通市民打开一扇走进集成电路的大门。

罗马城不是一天建成的,集成电路也走过了它自己的发展道路,在这里,人们不仅可以了解到集成电路在生活中方方面面的应用,也能看到集成电路发展的历史和趋势、产业链分布和产业规模等,而集成电路与数字生活的应用,如智慧城市、物联网、云计算、低碳环保、北斗导航、未来无线移动通信技术(4G)也被生动展示。

集成电路科普标杆的意义

过去三十年,集成电路(IC)技术驱动了整个电子信息产业的发展,以集成电路为核心的电子信息产业已经超过了以汽车、石油、钢铁为代表的传统工业,成为世界第一大产业。未来二十年,集成电路技术继续向纳米演进,仍是信息技术发展的关键。

集成电路在国家社会进步、经济发展、科技创新和国家安全等方面的作用越来越重要,成为当代电子信息产业的基础和核心,其产业发展水平已是国家综合实力的重要标志。

我国实行改革开放以来,特别是2000年国务院18号文件发布以来,我国对集成电路的需求日益增长和发展集成电路产业的政策日益完善,集成电路产业进入了前所未有的高速发展时期,重点产品不断涌现、关键技术不断突破,逐步建立了我国的集成电路产业体系。

由于国内集成电路市场巨大,2005年国内集成电路市场规模超过日本,2006年又超过美国,我国成为世界最大的集成电路市场;但由于我国集成电路基础薄弱,集成电路的自给率仅为20%,同时在技术水平方面与国际先进水平还有1代至2代的差距,我国发展集成电路产业依然任重而道远。

“上海集成电路科技馆”的建立是我国科普领域的一个创举,为集成电路高科技科普、集成电路产业推广宣传起到了积极的推进作用。2010年是上海的世博年,场馆成为了世博外围的重点参观对象;现在更成为浦东乃至上海的高科技形象的重要展示窗口。

如何向广大人民群众打开集成电路知识的大门,让人民群众知道集成电路,了解集成电路、应用集成电路,并对集成电路产生浓厚兴趣,去发展集成电路,成为建立上海集成电路科技馆的首要任务。图文并茂的展板、78个图示、160个实物样品展示、10个模型、7个模拟装置、多媒体演示、22段影片、1部虚拟现实影片、11个游戏互动等各种手段使人们了解了体积越来越小,功能越来越强大的神奇的集成电路。

业界留下了这样的评价:“由于芯片是非常微小而不可见的展示对象,展示的整个过程尽可能通过高科技智能体验使科普变得更有效和直观,在全国范围内代表了集成电路科普领域的最高水平,在未来的一到两年内都将是集成电路科普行业的标杆。”

上海集成电路科技馆建在位于浦东张江集成电路产业区的展讯通信(上海)有限公司。上海是目前我国唯一的国家微电子产业基地,张江又是上海国家微电子产业基地核心区,目前张江集成电路已形成了从设计、制造、封装测试及包括设备材料制造在内的国内最完整的产业链,集聚了国内加工水平最高和生产能力最强的众多企业。有25家上海市设计公司提供了“中国芯”展品,3个企业提供了生物识别的系统产品,45家产业链内著名企业提供了文字和视频介绍,有20多家生产提供了产品和实物图片。

随着集成电路产业对于国家发展重要意义的日渐凸显,场馆的建立不仅弥补了国家在集成电路产业科普方面的空白,正确的定位让场馆成为了国家各级政府和机构干部及学生等各类群体学习并了解集成电路高科技的有效途径。