大国科技竞争白热化 集成电路产业身陷囹圄

半导体是计算机、通信、武器装备、汽车、航天和其他现代电子技术产品的核心，是信息产业发展的基石。我国半导体产业严重受制于人，近年来尤其受到欧美等国的联合限制与打压，严重阻碍我国先进技术的发展，限制国防军工、航空航天、人工智能、大数据等战略领域技术升级，锁住我国前沿科技发展的咽喉。从2022年10月，美国商务部公开对中国先进计算和半导体制造物项实施新的出口管制规则，到2022年8月，美国正式出台《2022年科学和芯片法案》（简称“芯片法案”），再到欧日韩等国推动加剧半导体产业供应链的的分裂，掣肘全球半导体产业的创新发展。欧美等国的层层逼迫、步步打压，使我国半导体产业发展面临断崖式下降的风险，受制于人不如立志治于人，创新发展中国自主的半导体产业供应链，实现换道超车迫在眉睫。

科学技术是第一生产力，数字时代下数据爆炸式增长对半导体计算架构、集成工艺创新提出了新的挑战，摩尔定律逐渐逼近物理极限，单纯靠提升工艺来提升芯片性能的方法已无法充分满足时代的需求，半导体行业逐步进入了后摩尔时代。如何在严峻的外部形势下，基于现有尚未成熟的先进替代材料研发制造、突破创新的计算方式，探索出一条可实现半导体行业战略突围的新型发展路线，发展自主可控的芯片技术，打破海外巨头企业的技术垄断，变被动为主动，在新世纪大国科技战中占据主导地位，成为当下亟待解决的难题。2019年，中国工程院邬江兴院士团队基于中国半导体产业发展现状，提出软件定义晶上系统（Software Defined System on Wafer，SDSoW），将软件定义体系结构用于集成电路设计和应用全流程，融合预制件组装和晶圆集成创新思想，提出基于预制件的软件定义晶圆集成系统，形成以应用场景垂直整合、随阅历数据自我演化的新一代智能集成电路设计、工艺和应用技术。

软件定义晶上系统 助力实现科技强国梦

软件定义晶上系统基于系统工程理论，着眼“材料、器件、工艺、结构、算法、应用”全流程，融合了集成工艺和体系结构的联合创新。在集成工艺层面，变革当前“晶圆-芯片-模组-机匣-机架-子系统-系统”的逐级堆砌、稀疏互连的层层插损式工程技术路线，提出“芯粒-晶圆拼装”的异构异质、超高密度、拼装集成的无插损式工程技术路线，全面释放晶圆互连的高带宽、低延迟、低功耗增益，并将摩尔定律从芯片维度延伸到系统维度；在体系结构层面，打破现有刚性体系结构，提出软件定义体系结构，全面颠覆通过层层虚拟来“应用适配结构”的性能衰耗式技术路线，发展出软硬件协同“结构适应应用”的性能倍增式技术体系，全面释放变结构计算的性能、效能乃至智能综合增益，开辟面向领域的软硬件协同计算新范式。

软件定义晶上系统将集成电路依赖工艺进步的技术路线升级到结构、工艺、集成等多维协同的技术路线，对集成电路的设计方法、计算范式、集成方式和组装工艺等进行了颠覆式创新，可带动集成电路从片上系统（SoC）时代跃迁到晶上系统（SoW）新时代。为大数据、云计算、5G等新基建提供全“芯”预制件，全面改变信息基础设施的技术物理形态，使新基建获得绿色、智能、内生安全等新的发展内涵，更新集成电路基线技术坐标，实现与美国同位乃至错维竞争，最大化发挥国内在新结构、新计算、新互连、新工艺等方面的技术优势，充分兼顾国内加工、封装、测试和工具等方面的产业基础，探索出一条微电子创新超越的发展路线。

筑牢统一战线 加速技术转化落地

软件定义晶上系统技术是实现我国集成电路突破“卡脖子”技术，发展自主可控技术路线的最优选择。目前，软件定义晶上系统已得到邬江兴院士、许居衍院士、刘明院士、吴汉明院士、廖湘科院士、余少华院士、孙凝晖院士、陈杰院士、蒋昌俊院士等10余名院士认可与支持，列入《面向2035的信息领域科技发展战略研究》，列入国家科技部、军委科技委等“十四五”科技规划，纳入之江实验室、紫金山实验室、嵩山实验室、海河实验室等战略科技力量支持， 60多家单位参与软件定义晶上系统研究与开发工作，涵盖了集成电路设计、验证、工艺、制造、封测等产业链单位。

在此中美大国科技竞争关键之际，团结现有晶上系统资源力量，实现产业链各环节协同创新，打通研发、设计、制造、验证、测试、标准、应用等多个环节创新发展，从材料、设备、设计、工艺等多角度实现闭环，是实现我国决胜突围的关键。建设软件定义晶上系统技术与产业联盟，最大化凝聚技术、产业和金融等磅礴力量，结成最广泛的“政产学研用金”统一战线，围绕学术、生产、应用建立生态圈，建设行业协同创新发展平台， 加快培育“人无我有、人有我优”的晶上系统技术生态与产业体系时不我待。

搭建技术产业协同平台 晶上联盟呼之欲出

软件定义晶上系统技术与产业联盟（SDSoW联盟）前身为软件定义互连技术与产业创新联盟（简称SDI联盟），SDI联盟是2017年由国家数字交换系统工程技术研究中心和天津市滨海新区信息技术创新中心牵头，联合国内顶尖高等院校、科研院所、企业和金融机构等单位，协商一致自愿发起成立的中国首个网信领域全国性行业组织。截至2022年11月，SDI联盟成员单位近300家，覆盖IP、芯片、板卡、设备、软件和应用相关的产业链企业；SDI联盟联合行业头部科研院所、企业先后举办四届行业大会，参会人次达两千人，组织技术交流、产品推介活动近30场；落地国家、国防、政府项目10余项，促成成员单位间合作项目40多项，推动申请国家发明专利150余项，初步形成集研发、生产、测试、应用于一体的咨询业务。

为进一步发挥联盟资源优势，助力集成电路“卡脖子”技术创新及产业应用，2022年12月9日，SDI联盟召开闭门理事会，会上一致通过将SDI联盟更名升级为软件定义晶上系统（SDSoW）技术与产业联盟。联盟首席科学家，中国工程院邬江兴院士在会上做《SDSoW的科研布局与愿景展望》报告，邬院士指出“SDSoW联盟是一个开放的联盟，首要任务是要传播技术优势，吸引技术优势单位参与进来，进行技术合作；其次，守正创新，推动软件定义晶上系统的关键技术包括预制件、软硬件协同架构设计、晶圆基板集成设计、供电散热设计等的发展。同时，在联盟发展过程中还要有破界思维，抓住技术的第一性原理，不断的进行技术迭代优化；再次，联盟要寻求更高效的合作方式，将效率发挥到极致，通过高效合作构建相关行业标准，利于后续软件定义晶上系统方向的发展。最后，联盟还需要考虑产品应用的推广，因为要在当前形势下，对卡脖子痛点领域进行突破，必须考虑该类领域的产品研制和应用推广，促进SDSoW产业生态进入良性循环。”

SDSoW联盟由清华大学任联盟理事长单位，天津市滨海新区信息技术创新中心、信通院、中科院计算技术研究所、中电科电子科学研究院、大唐电信等作为联盟副理事长单位，秘书处设于天津市滨海新区信息技术创新中心。

乘风破浪 携手共建晶上系统“芯”时代

SDSoW联盟是目前我国晶上系统技术领域成立的唯一一个全国性组织，标志着我国晶上系统产业发展迈入高速发展期，形成产学研用立体化交叉覆盖的资源矩阵，为加快培育我国晶上系统产业生态体系奠定了坚实基础。

SDSoW联盟将以打造晶上系统领域的战略智库、学术高地、产业联盟为宗旨，围绕学术、生产、应用建设行业协同创新发展平台，坚持科技引领发展原则，围绕新型举国体制建设，打造晶上系统产业生态。联盟理事长、国际欧亚科学院院士、清华大学魏少军教授指出“软件定义互连技术与产业创新联盟正式更名为软件定义晶上系统技术与产业联盟，意味着联盟有了更为清晰宏远的发展目标，为联盟的发展开启了新篇章。未来联盟的发展，更要做好各层面、各环节、各方向的统一，从思想落实、责任落实、措施落实到工作落实，发挥产学研用既有优势资源，汇聚成员合力，共同打造晶上系统产业新生态。”

着眼未来，晶上联盟将加快凝聚产业生态磅礴合力，缔结广泛“政产学研用金测”统一战线，全面推动“一网、一库、一书、一平台、一大会”业务体系建设，发挥联盟成员技术优势，团结成员单位发展合力，着力提升晶上系统产业影响力，集智创造科技兴国强“芯”时代，助力实现科技强国伟大使命。