中国日报11月29日电（记者 马思）“在部分发达国家对华‘脱钩断链’的背景下，中国半导体产业应该集中力量突破，在技术路线的选择上应该按照自信自立自强的原则，绝不能仅在延长线上做缺乏创新内涵的跟踪追赶。在新的国际形势下，‘引进消化吸收再创新’的发展路线应当不失时机地作出战略性调整，必须敢于探索新路子，方能柳暗花明又一春，实现换道超车，将发展的主动权掌握在自己手中。”中国工程院院士邬江兴在接受《中国日报》采访时表示。

从2018年以来，美国对我国以芯片为代表的高科技领域物理基础实施精准限制和制裁，层层加码，今年又通过《芯片与科学法案》，意图禁锢我国芯片能力，在硬件层面阻碍我国相关高端技术与产业的可持续发展。

邬江兴强调，未来30年，芯片依然是信息与智能技术和产业发展的支柱之一。由于美国在芯片领域具有绝对的技术优势和高端市场优势，并力图保持对我国至少两代的领先优势，目前我国在芯片领域乃至相关技术领域的发展严重受制于人，如果一味地“在别人的地基上盖房子，楼越高风险越大”，国之重器也会越来越被“卡脖子”。传统的跟踪研发思路难以实现追赶，更无超越的可能。

在此背景下，必须想新法、走新路、出奇兵，唯有另辟蹊径在新的游戏规则下才可能实现换道超车，达成非对称发展的战略目标。“基于系统工程论，融合体系结构和集成工艺创新，我带领团队2019年提出软件定义晶上系统（Software Defined System on Wafer），可为我国芯片破解‘卡脖子’困局并实现‘换道超车’提供战略性支撑，并有望走出一条与先进工艺弱相关的中国芯片自主创新、自力更生、换道超车与战略突围之路。”邬江兴表示。

“即便先进工艺及工具受阻，软件定义晶上系统也能基于目前自主可控的国产技术及工艺和装备资源，达到领先的系统性能水平。” 邬江兴补充道。

据介绍，软件定义晶上系统指的是直接用晶圆级基板来做复杂系统内部各模块的互连底座，用一个超密集成各种芯粒的有源晶圆网络来实现“系统之系统”，而各模块之间的连接支持软件定义的超灵活、智能化的“韧带”，实现硬件系统的全维可定义。

软件定义晶上系统可以将传统的工程技术路线从 "逐层堆叠式" 演进为由异质材料、不同制程工艺的各种芯粒异构集成的 "拼接组装式"。打个比方，"逐层堆叠式" 路线像从乡、县到市再到省，一级一级地分层指挥；而 "拼接组装式" 路线是通过将尽可能多的芯粒集中部署在晶圆级或超晶圆的底座上，实现无插损或低插损的扁平化调度管理。

邬江兴表示，这样的晶上系统，既能从系统构造创新角度突破当前微电子工艺极限对提高芯片集成度的限制，又能从超密度集成拼装工艺创新的角度支持领域专用软硬件协同计算架构的高效实现，更有望跳出我国信息技术等相关行业和产业，被主要竞争对手实施高端芯片科技“脱钩断链”政策造成的战略性困局，通过体系结构创新与工艺技术进步在晶圆级层面的协同设计，完全可以走出一条改变游戏规则的、非对称发展的创新之路。

软件定义晶上系统和Chiplet相比有哪些优势？

邬江兴强调，和国外火热的Chiplet技术相比，软件定义晶上系统更强调发挥基于架构技术的系统工程增益。 Chiplet仅是面向后摩尔时代的微电子技术，而软件定义晶上系统则是针对信息基础设施与信息物理系统的传统堆砌式工程技术路线面临的挑战，提出的晶圆级拼装工艺与系统构造技术协同设计的解决方案。

“毫无疑问，软件定义晶上系统在工艺集成和点技术上会用到先进封装和Chiplet技术，但软件定义晶上系统则在技术层次上又高于二者。信息物理系统的高性能实现不再一味地依靠微电子制程工艺的进步，而是演变为如何在二流工艺的晶圆级基板上用高密度芯粒拼装与创新构架协同设计获得指数量级的系统增益问题，属于自主可控条件下‘助跑摸高就能实现的探索目标’。”邬江兴表示。

“具体地说，Chiplet的核心就是提高封装密度，它只是现有封装工艺的进步，和晶上系统差别在什么地方？晶上系统是要解决资源密度提高后，怎样通过多维发达可塑的动态连接，实现系统性能的数量级提升。显然，没有拼装技术、连接技术和架构技术的协同设计创新，高密度集成不可能产生涌现性的系统增益。所以说，Chiplet只是晶上系统的基础之一，而不是全部内涵。”邬江兴补充道。

“更重要的是美国在引领Chiplet发展，中国当然也要发展Chiplet，但是我们仍然无法避免材料、工艺和工具落后的艰难局面，在同一个赛道上被主要竞争对手从政策、技术、贸易、人才培养甚至学术交流等层面‘长期控制在差二圈’的水平上，因此仅靠Chiplet无法突破‘在人家预设阵地内作战’的发展困局。”

据介绍，目前围绕“十四五”规划，晶上系统得到多个归口科研布局的支持，科技部在微纳电子、信息光子、先进计算与新兴软件、多模态网络与通信等专项进行了规划，目前已经出库多项课题。同时，依托国家和地方重点实验室，晶上系统在之江实验室、嵩山实验室、紫金山实验室及上海研究院等进行了重大研究课题的规划和安排。晶上系统目前已经聚集了我国集成电路设计制造封测应用整个产业链及产学研用全领域的优势团队，可在超算、智算、数据中心、核心网、自动驾驶等高算力和智能AI领域率先解决卡脖子问题。

“目前软件定义晶上系统处于技术研发阶段，样机系统明年会依托之江实验室先导项目推出，届时将打通软件定义晶上系统的自主工艺流程。”

邬江兴表示，软件定义晶上系统的发展将经历三个阶段，阶段一：做出来，破解卡脖子急需，保证指标不倒退、核心不被卡死；阶段二：做得好，在规模性、经济性、敏捷性和生态完备性等方面取得突破，扩大应用场景，形成巨大的新兴产业规模；阶段三：智能晶上系统，晶上系统演化为智能系统，为智能时代提供新型的技术物理底座。

“软件定义晶上系统不仅仅是一项技术，涉及到新时代、新的国际形势下我国如何发展微电子乃至信息技术及相关产业的路线选择问题，这是一个需要产业链、技术链、供给链协同参与、精诚合作才能达成的国家战略性目标。”邬江兴强调。