华高莱斯丨世界工业谷之光学谷系列(三):IMEC

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华高莱斯丨世界工业谷之光学谷系列(三):IMEC

2023-09-17 01:33| 来源: 网络整理| 查看: 265

“小国”比利时,如何构建这个世界级半导体创新机构

小国比利时——“小小的身体,大大的智慧”

从表面的体量来看,比利时是名副其实的“小国”,约3万平方公里的面积,仅相当于两个北京市大小;1,150万人口不及半个上海,周边被英法德三个大国包围,与邻居荷兰相比,也是偏小的那一个。

但小小的体量并不影响比利时在科技领域展现出巨大能量。比利时不仅在化工、生物医药、电子与通信、航空航天、汽车、可再生能源,以及现代物流等领域,拥有世界级的竞争力,甚至在诺贝尔奖获得者数量上(人均),也排在全球Top20以内。

这与比利时对科技研发的重视程度息息相关,尤其是与产业创新结合紧密的创新机构的搭建。IMEC,就是通过搭建科研创新中枢机构,带动产业创新的典型例子。那么,它是如何成为比利时乃至世界电子产业创新枢纽的呢?

1)组建高校-企业联合研发中心

在上世纪80年代时,已经风靡美国的微电子,在比利时还不是很发达。虽然,弗拉芒地区拥有鲁汶大学等多所知名学府,但大学的基础研究对于当地快速发展产业基础创新而言作用不大。

1982年,当地启动了微电子产业支持计划之后,6名曾毕业于斯坦福大学的比利时教授向当地政府阐明了大学与微电子产业的发展存在严重脱节现象之后,政府听从了他们的建议,并于1984年拨款6,200万欧元,组建了一个由研发、培训和制造三位一体的非营利机构——在位于鲁汶大学(KUL)的ESAT实验室附近,组建了由多所大学教授联合协作的“大学校际微电子研究中心”、对微电子工程师的培训中心(INVOMEC和MTC,微电子培训中心),和一个半导体铸造厂(以前的阿尔卡特微电子学,现为意法半导体和AMI半导体),以上三部分,就是成立初期的IMEC。

2)园区化的研究机构,多元并聚焦的领域

IMEC与其说是一个研究中心,不如说是一个科技园区。这里包括了24,400平米的办公空间、实验室、培训设施、技术支持室和两个进行半工业运营的洁净室。其中,喷嘴间距450mm的洁净室,专注于针对3nm半导体工艺技术的研发。另外,还有一个200mm的洁净室,用于传感器、MEMS、NEMS等技术的研发。

试生产也是研发的重要一环。IMEC拥有硅和有机太阳能电池的试验生产线,用于生物电子研究的特定实验室,以及用于材料表征和可靠性测试的设备。为了更加直观地研究物联网技术,IMEC还拥有专门的传感器和成像技术实验室。

在强大的研发设施的支持下,IMEC的研究几乎涵盖了纳米电子学的各个方面,例如高级半导体缩放,低功耗传感和驱动,雷达和无线电技术,以及包括数据和安全专业知识的数字技术和AI技术等等。而其中的重点则落脚在医疗、智能城市和交通、物流与制造业、可持续能源、智能教育等多个领域进行突破性地创新研究。

IMEC的创新研发所涉及的专业领域大致包括如下:

逻辑和存储芯片缩放 图像传感器和视觉系统 硅光子学 量子计算 互联健康解决方案 光伏发电 氮化镓 物联网传感器解决方案 无线物联网通信 雷达感应系统 固态电池 数据科学与数据安全 大面积电子 生命科学 人工智能

在众多细分的研究领域中,IMEC将其研发工作围绕智能移动性、智能健康、智能产业、智能能源、智能城市、智能教育等大类别进行分组,以对应现在以及未来的现实产业需求。

3)走出本地,开展国际联合研究

IMEC之所以能够在微电子领域开展如此广泛且深入的研究创新,不可能仅靠一己之力,而是通过建立广泛的国际合作来实现。这其中既有高校之间的科研合作,也有大量的企业合作,这从其管理架构就可以窥见——IMEC由董事会监督,而董事会成员则来自工业界、弗拉芒大学和弗拉芒政府的代表等。这样的管理架构,让IMEC成为了产学官大范围合作平台的前沿。

更重要的是,这种合作具有高度的国际性。IMEC的研发人员来自全球80多个国家,超过4,000人,3/4的客户来自比利时以外的国家和地区,这使得IMEC摆脱了自身所处比利时这样狭小市场环境的能力束缚,进而成为了国际专业知识的集中合作平台;这也助推IMEC成为世界级电子产业研究中心,对企业的技术创新起到了巨大的推动作用。

首先,研发与产业紧密结合,与企业共享成果。虽然,地方政府每年都对IMEC投入资金支持,但对于研发所需要的额度来说,还是杯水车薪。尤其是现在电子技术的发展,更是需要海量研发资金。这就让IMEC必须与企业所需的前沿技术紧密结合,并形成了与企业共同开发、共享成果的商业模式。

其次,建立研发合作网络,突破共性技术。现代电子技术研发,单靠一家企业的资金,已经很难完全负担起庞大的研发需求。IMEC就针对这种需求,建立了全球性的企业研发合作网络,这当中包括了绝大多数世界知名的半导体巨头,如三星、英特尔、华为、NASA、索尼、ASML、IBM、台积电等等。这份多达600多家机构的合作名单,可以说涵盖了从材料、设备、设计和生产等全产业链的企业,因此也形成了一个全球生态系统,这也帮助IMEC不仅可以提供研发服务,还可以基于产业链网络而提供整体性的技术解决方案。

4)创新的合作模式,不与企业争利

为了调动当地高校的合作研发积极性,当地政府从一开始就将支持资金作为项目资金分拨给各个学校,这样就避免了学校因政府拨款减少而产生的抱怨,进而更加积极地开展项目研发。

而IMEC的众多研发成果当中,既有与企业的双边合作,也有与全球200多家高校的技术合作。IMEC的创新模式是技术保持中立,专注产业共性技术,技术演进初期的关键环节技术,以追求技术本身的突破与探索,而非与企业在产业上有所争执。而一些可以自行处理的技术成果,有的转让,有的则对外出售,以此形成新技术企业的创新孵化。目前,IMEC已经孵化了数百个科技企业。

本地创新原点,催生科技集群

IMEC对全球科技企业开放,进而推动世界电子产业发展。在2019年,IMEC的创新加速器imec.istart被UBI Global授予欧洲“最佳大学商务促进者”排名第一、世界第四。虽然,IMEC为全球电子产业做出了巨大贡献,但一直以来当地不少声音认为IMEC对本地科技产业的推动不足。然而事实是,在IMEC的带动下,培养的科技人才、孵化出的科技企业,以及吸引来的项目合作上下游科技企业等,已经逐渐在当地形成了聚集效应。

由于IMEC长期以来专注对人才的培养,“IMEC学院”被称为世界半导体人才库!再加上周边其他高校的相关技术人才的补充,已经形成了所谓的“数字信号处理器(DSP)谷”、“多媒体谷”等产业聚集地。其中,DSP已经聚集了超过100家企业和研究机构,以微电子技术为中心,几乎涵盖了全产业链。

比利时从80年代一个半导体技术落后的国家,成为了今天技术先进国之一,IMEC起到了关键性作用。其构建成功的关键,在于借助国际科研力量的合作网络式研发模式,也在于对企业需要的产业共性技术的专注,这让IMEC成为了可以和企业共享研究成果、互相成为促进要素的合作伙伴。

对于我国众多高校来说,在基础性研究的同时,帮助企业攻克关键性共性技术也是促进我国产业升级的重要作用之一。尤其,越是在当前全球经济陷入泥沼、合作陷入封闭的情况下,更是应该加大力度开展国际性合作。只有借助国际技术合力,与企业实际紧密结合,才能够促成更加强大的科研中心的形成。而一旦培养出IMEC这样等级的科研中心,不仅会对我国的科技产业与科技人才形成巨大助力,更会帮助我国成为全球科技创新中心。返回搜狐,查看更多

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