5个半导体项目成果喜获2020年国家科学技术奖

2021年11月3日，2020年国家科学技术奖励大会在北京举行。

经国家科学技术奖励评审委员会评审、国家科学技术奖励委员会审定和科技部审核等程序，国家最高科学技术奖被授予顾诵芬院士、王大中院士；评出国家自然科学奖授奖项目46项，国家技术发明奖授奖项目61项，国家科学技术进步奖授奖项目157项；中华人民共和国国际科学技术合作奖被授予8名外籍专家和1个国际组织。

2020年度国家科学技术奖共评选出264个项目，包括国家自然科学奖授奖项目46项、国家技术发明奖授奖项目61项、国家科学技术进步奖授奖项目157项。具体来看，国家自然科学奖授奖项目中，一等奖2项，二等奖44项；国家技术发明奖中，一等奖3项（通用项目1项，专用项目2项），二等奖58项（通用项目43项，专用项目15项）；国家科学技术进步奖中，特等奖2项（专用项目2项），一等奖18项（通用项目10项，专用项目7项，创新团队1项），二等奖137项（通用项目110项，专用项目27项）。

特别值得一提的是，今年共有5个半导体的项目成果获奖，这在以往历届较为少见。

国家科学技术进步奖一等奖：1个

其中，由华中科技大学及武汉大学刘胜教授联合华进半导体封装先导技术研发中心有限公司、中国科学院上海微系统与信息技术研究所、江苏长电科技股份有限公司、通富微电子股份有限公司、华天科技（昆山）电子有限公司等高校、企业及科研单位合作完成的“高密度高可靠电子封装关键技术及成套工艺”项目获国家科学技术进步奖一等奖。

微电子工业是全球经济发展的源动力，电子封装被誉为芯片的“骨骼、肌肉、血管、神经”，是提升芯片性能的根本保障。随着芯片越来越小，密度越来越高，高密度芯片封装容易出现翘曲和异质界面开裂，导致成品率低和寿命短等产业共性难题。据了解，电子封装技术创新是摆脱我国集成电路产业发展困境的重要突破口。立项之初，我国电子封装行业核心技术匮乏，先进工艺装备被发达国家垄断。产业发展知识产权“空心化”凸显，“卡脖子”带来的风险极为突出，威胁国家信息安全。

我国从“十五”开始，把封装技术和装备列为重大战略发展计划。在国家持续支持下，项目以国家光电研究中心为依托，针对困扰封装行业发展的重大共性技术难题，经20余年“产学研用”校企联合攻关，突破高密度高可靠电子封装技术的技术瓶颈，掌握自主可控的关键技术，打造了一批国际知名的封装企业，助力我国电子制造业的跨越式发展。

华中科技大学消息显示，项目团队针对高密度芯片封装翘曲和异质界面开裂导致的低成品率，提出芯片-封装结构及工艺多场多尺度协同设计方法和系列验证方法，应用于5G通讯等领域自主可控芯片的研制，攻克了晶圆级扇出封装新工艺，突破了7nm CPU芯片封装核心技术。项目解决了电子封装行业知识产权“空心化”和“卡脖子”难题，占领了行业技术制高点，实现了高密度高可靠电子封装从无到有、由传统封装向先进封装的转变，具备国际竞争能力。此外，项目完成单位与国内企业合作研制了系列封装及检测设备，建立了多条封装柔性产线；300多类产品覆盖通讯、汽车、国防等12个行业。

国家技术发明奖二等奖：3个！

获评国家技术发明奖二等奖的半导体项目有3个：平板显示用高性能ITO靶材关键技术及工程化、高压智能功率驱动芯片设计及制备的关键技术与应用、超高纯铝钛铜钽金属溅射靶材制备技术及应用。

其中，由郑州大学主持完成的“平板显示用高性能ITO靶材制备关键技术及工程化”项目荣获2020年度国家技术发明奖二等奖，项目主持人为何季麟院士，材料科学与工程学院孙本双教授和舒永春教授等为主要完成人。氧化铟锡材料，简称ITO，是应用于液晶、有机发光显示和触控面板等的重要基材。中国是铟资源大国，但相关研发滞后，国际上80%的靶材市场被日韩等国垄断，能否建立ITO靶材制备自主体系，关系到国家战略和显示器产业安全。

何季麟院士团队面向国家战略需要，聚焦战略新兴平板显示器用关键基础材料研究，创新发明了ITO靶材粉体制备、素坯注浆成形、无压氧气氛烧结与靶坯绑定——关键技术体系，建立了ITO靶材制备新型工艺流程，形成了完善的全流程工艺装备体系及控制标准，实现了ITO靶材粉末冶金技术的创新应用，其技术指标达到了国际先进水平。该技术突破性解决了高性能ITO靶材制备全流程工序的关键技术与装备“卡脖子”问题，填补了国内空白。

该项目产品在国内首次成功应用于世界最大面板企业京东方的高世代TFT线，打破了国外技术壁垒，完全可以替代进口，推进了我国战略新兴显示产业用关键基材的国产化进程。在研发过程中，还建立了高水平靶材研发平台与团队，为行业培养了一批领军与骨干人才。这些都为靶材料“中国制造”到“中国创造”做出了示范引领性贡献。此前，该项目荣获2019年度中国有色金属工业科学技术一等奖。

由东南大学电子科学与工程学院孙伟锋教授牵头的《高压智能功率驱动芯片设计及制备的关键技术与应用》项目，致力于解决高压智能功率驱动芯片设计与制备的核心技术难题。功率芯片是功率电子系统的“核芯”，广泛应用于智能制造、新能源交通、电力装备、智能家居等领域，是国家新基建部署和实施的底层保障与基础支撑。当前全球功率半导体芯片市场规模超400亿美元，其中中国占比超1/3。

从2009年起，孙伟锋教授团队围绕技术难题深入开展理论研究。项目组还与无锡华润上华科技有限公司、无锡芯朋微电子股份有限公司和无锡新洁能股份有限公司长期深度合作，开展关键核心技术攻关，在浮置衬底高低压兼容技术、低损耗功率器件技术、抗瞬时电冲击智能电路技术和高功率密度集成互联技术等四方面取得系列创新发明，构建了高压智能功率驱动芯片设计与制备的技术体系，设计并制备了80余款高压智能功率驱动芯片，被100余家国内外公司采用。

目前，研制的芯片已应用于“世界首条350 公里时速智能高铁—京张高铁”空调系统，支持了我国自主知识产权的高铁发展。芯片还广泛应用于新一代智能电表，在工业智能电表领域市场占有率超过70%，打破了欧美公司在这一领域的垄断，为我国智能电网系统的战略安全提供了重要保障。芯片的失效率低于十万分之一，在智能生活家电领域累计销售超16亿颗，市场占有率全国第一。

项目的成功推动了我国高压智能功率驱动芯片的发展，实现了从依赖进口到自主可控并服务全球的重要转变。同时，在项目研发过程中，为国家培养了一批高层次集成电路专门人才，践行了“政产学研用”发展模式。

由重庆大学刘庆教授担任首席科学家的“超高纯铝钛铜钽金属溅射靶材制备技术及应用”项目，对超高纯铝、铜、钽材料的变形机理和再结晶行为进行了系统的研究，为靶材的塑性变形及热处理工艺制定提供了理论支撑，实现超高纯金属溅射靶材晶粒尺寸及织构控制技术的突破。建立了超高纯铝、铜、钽材料内部组织结构的评价分析体系，确保了溅射靶材批量制造过程中品质的稳定和一致。

该项目创新了超高纯金属溅射靶材晶粒尺寸及织构控制技术、异种金属大面积焊接技术、精密机加工及表面处理术、全系列分析检测与评价技术，成功制备出超高纯金属溅射靶材，产品具有良好的稳定性和一致性，建成了年产五万枚靶材的生产基地，具有显著的经济效益。同时，该项目填补了国内靶材产业空白，该项目对提升我国集成电路、平板显示工艺及材料技术的自主创新能力，推动和发展我国电子信息产品的技术进步和产业安全起到了重要作用。

国家科学技术进步奖二等奖：1个

获评国家科学技术进步奖二等奖的半导体项目为“固态存储控制器芯片关键技术及产业化”。据悉，本项技术是新一代电脑硬盘、大数据存储系统的芯片级硬科技，已经得到了国产化推广应用。项目从2005年开始，历时十多年，对固态存储控制器关键技术逐一深入研究和试验，研制成功我国第一颗固态硬盘控制器芯片，并进一步实现了系列固态存储产品的国产化。项目团队解决了高速计算机接口核心技术的国产化问题；突破了固态硬盘容量的瓶颈、达到业内最高容量；提出了高速、无损的物理层数据加密关键技术，为我国的信息安全提供了芯片级安全保障。