歐洲微電子研究中心IMEC簡介

歐洲微電子研究中心IMEC簡介提起比利時(shí)的小城魯汶，從事半導(dǎo)體行業(yè)的人無不知曉。盡管魯汶的市中心面積不足九平方公里，僅相當(dāng)于北京天安門廣場加上故宮的面積之和，就是這 樣一個(gè)小得不能再小的城市里卻擁有世界著名的獨(dú)立的微電子研究中心，歐洲領(lǐng)先的獨(dú)立納米技術(shù)研究機(jī)構(gòu)比利時(shí)弗拉芒校際微電子研究中心Inter- university Microelectronics Center (IMEC, 2010年后改名為imec)。 1984年，比利時(shí)法拉德斯省政府出資6200萬歐元創(chuàng)建了非營利組織IMEC，成立的主要宗旨在結(jié)合荷語區(qū)內(nèi)各大學(xué)學(xué)術(shù)研究的力量，致力信息通訊系統(tǒng) 發(fā)展所需的技術(shù)研究與開發(fā)，以下一世紀(jì)的集成電路、封裝技術(shù)、芯片設(shè)計(jì)和系統(tǒng)發(fā)展為研究重心，進(jìn)而帶動外圍相關(guān)科技的發(fā)展，以因應(yīng)電子科技產(chǎn)業(yè)界三至十年 后的需要。時(shí)隔27年，IMEC早已成為歐洲最大的微電子、信息及通信的研發(fā)中心，已從原來不足70人發(fā)展到2008年超過1650人，2008年年收入 達(dá)2億7千萬歐元。其實(shí)驗(yàn)室占地3600、超無塵實(shí)驗(yàn)室占地6200、電腦室占地10400，為歐洲最大半導(dǎo)體制造及設(shè)計(jì)中心，其每年預(yù)算約為六百 億臺幣。實(shí)驗(yàn)室可以生產(chǎn)到0.25微米的積體電路。IMEC的重點(diǎn)在微機(jī)的部份，由其大型無塵室及晶片設(shè)計(jì)制造中心頗富盛名，其微機(jī)電的制造技術(shù)室采用傳 統(tǒng)的蝕刻技術(shù)，該組聞名的研究有視覺、加速度及壓力的感測器，尤其在比電路方面技術(shù)十分先進(jìn)。 IMEC的研究活動主要是由三個(gè)技術(shù)單位所組成： 制程技術(shù)(Process Technology)單位包含了IMEC所有關(guān)于縮小集成電路尺寸(IC scaling)的研究活動；智能系統(tǒng)與能源技術(shù)(Smart Systems and Energy Technology)針對無線通訊、自動化感應(yīng)網(wǎng)絡(luò)、生物醫(yī)學(xué)手段、以及太陽能等各種領(lǐng)域開發(fā)創(chuàng)新性整合運(yùn)用；生產(chǎn)與制程研究開發(fā)(FAB and Process R&D)單位統(tǒng)籌所有支持制程與工具的知識。 IMEC的研究廣泛，目前主要研究領(lǐng)域包括：納米電子尺寸（Scaling-driven nanoelectronics）、異質(zhì)整合技術(shù)（CMORE - heterogeneous integration）、綠色無線電（Green radios）、電子組件（Digital components）、光電技術(shù)（Photovoltaics）、生醫(yī)電子科技（Human+ - biomedical electronics）、神經(jīng)電子學(xué)（ NERF - Neuroelectronics Research Flanders）、生物電子（Organic electronics）、無線自主轉(zhuǎn)換器解決方案（Wireless autonomous transducer solutions）九大方向等。在半導(dǎo)體方面，以0.13至0.07微米CMOS制程整合技術(shù)為主要重點(diǎn)，其中包含了193和157納米光刻技術(shù)、高介 電質(zhì)柵極 (gate dielectric) 材料、銅導(dǎo)線及低介電質(zhì)材料開發(fā)。CMOS組件微小化有助于未來系統(tǒng)單芯片(system on chip, SoC) 的開發(fā)。在微波組件上，SiGe BiCMOS 模塊也是開發(fā)重點(diǎn)，此模塊適用于數(shù)字模擬混和信號 (analog/digital mixed signal)電路，并對于無線通信相關(guān)之應(yīng)用有很大的影響。在非揮發(fā)性內(nèi)存 (non-volatile memory)上，鐵電材料內(nèi)存 (ferroelectric memory) 為主要研究重點(diǎn)，今天IMEC已成為歐洲最大非揮發(fā)性內(nèi)存研究中心。至于在材料、組件及封裝方面，則希望其技術(shù)發(fā)展能符合未來市場的需求、提供微系統(tǒng)及高 產(chǎn)出的解決方案，并朝向太陽能領(lǐng)域發(fā)展。而在芯片方面，雖然芯片的未來發(fā)展難以預(yù)測，但I(xiàn)MEC仍致力于研發(fā)芯片科技和各個(gè)實(shí)用領(lǐng)域結(jié)合的可能性，影響將 遍及健康、經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境等層面。 與其他國家相比，研究機(jī)構(gòu)創(chuàng)立之初都可以從政府得到大筆的經(jīng)濟(jì)資助，而比利時(shí)政府預(yù)算有限，最初投入只有6200萬歐元。在2007年3月IMEC與政 府簽訂的最新協(xié)議中，法拉德斯省政府在2007-2011年間向IMEC提供總計(jì)2億1千萬歐元的資助，而這五年間IMEC的總預(yù)算已超過12億歐元，相 差的近10億歐元全部要靠研發(fā)收入獲得。正是由于這種緊迫感，促使IMEC的研發(fā)項(xiàng)目與產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密結(jié)合，創(chuàng)造出與企業(yè)合作、共同開發(fā)、共享研發(fā)成果的獨(dú) 特商業(yè)模式。 研發(fā)成本隨著線寬的不斷縮小而呈非線性地急速上升，任何一家公司獨(dú)立來承擔(dān)研發(fā)費(fèi)用已變得越來越困難，因此越來越多的公司開始尋求外部資源，而IMEC 的模式正好迎合了市場的需要。IMEC以這種與企業(yè)合作、共同研發(fā)的商業(yè)模式，與合作伙伴共同分擔(dān)研發(fā)成本與風(fēng)險(xiǎn)，并提供給每一個(gè)合作者所需要的研發(fā)成 果，以滿足他們未來技術(shù)的開發(fā)，并實(shí)現(xiàn)利益最大化。 IMEC除了設(shè)在魯汶的總部與西法蘭德斯的伊佩爾(Ieper)有辦事處之外，在荷蘭的艾恩德霍芬(Eindhoven)、美國的加州圣荷西(San Jose)、中國的上海和日本的東京千代田區(qū)都設(shè)有代表處，并于二零零八年在新竹科學(xué)園區(qū)成立臺灣辦事處。其國際合作的對象與方式也各有不同。合作的類型 有IMEC產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟計(jì)劃(IMEC industrial affiliation programs, IIAPs)、雙邊合作(bilateral collaborations)、技術(shù)授權(quán)與認(rèn)證(technology transfers and licenses)、歐盟合作計(jì)劃(EU consortium programs)、訓(xùn)練與服務(wù)(training and services)等不同的模式。 IMEC產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟計(jì)劃(IIAPs)模式以其優(yōu)異地結(jié)合研究與開發(fā)的方式而知名全球。這個(gè)商業(yè)模式主要是共同分享智能財(cái)產(chǎn)權(quán)和優(yōu)秀人才，也共同分擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)和 成本。參與這種方案的合作單位可以派遣研究人員到此與IMEC的研究人員以及其它IIAPs合作伙伴的研究員組成研究團(tuán)隊(duì)。每一個(gè)參與單位，每一個(gè)研究計(jì) 劃，都可以量身訂做R&D的內(nèi)容與方式。IMEC擁有的技術(shù)可以轉(zhuǎn)移給參與單位，而研究計(jì)劃內(nèi)創(chuàng)新的研究成果也可以共同分享。當(dāng)然，IIAPs合 作伙伴仍然保有自己珍貴的研究數(shù)據(jù)與機(jī)密文件。例如，2008年臺灣的力晶半導(dǎo)體(Powerchip Semiconductor Corp.)加入了IMEC的合作伙伴，為32納米以下的內(nèi)存技術(shù)(sub-32nm memory technology)開發(fā)解決方案，特別是在處理先進(jìn)光學(xué)微影(advanced lithography options)。 雙邊合作(bilateral collaborations)的模式是由主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)合作伙伴與IMEC簽署雙邊合作的協(xié)議，共同開發(fā)新產(chǎn)品與科技的運(yùn)用(例如與Panasonic Corporation的合作方式)。服務(wù)的內(nèi)容可以是特定需求的開發(fā)(development-on-demand)、原型創(chuàng)制、或是少量生產(chǎn)。 技術(shù)授權(quán)與認(rèn)證(technology transfers and licenses)可以將IMEC所擁有的制程步驟、模具、甚至完整的制程技術(shù)跟IP blocks完全授權(quán)。而IMEC也積極地參與多項(xiàng)的歐盟合作方案(EU consortium programs)，在2008年就有52個(gè)研究在歐盟的第七架構(gòu)計(jì)劃下進(jìn)行。同時(shí)在訓(xùn)練與服務(wù)(training and services)的理念下，IMEC主動協(xié)助研究成果的商業(yè)化(spin-off)與培育(incubaition)新興中小型企業(yè)的創(chuàng)立與運(yùn)作。 近幾年來，全球各公司單位及研究中心均因經(jīng)濟(jì)衰退而成長受到極大的影響，然而IMEC的整體營收卻仍然逆勢成長，這樣的成就多歸功其與世界的對手合 作的關(guān)鍵策略?，F(xiàn)在，IMEC正與世界上五百多個(gè)來自世界上頂尖的公司與研發(fā)中心合作，共同分擔(dān)經(jīng)費(fèi)、想法、及智慧財(cái)產(chǎn)權(quán)，一起開發(fā)多項(xiàng)尖端的技術(shù)。 IMEC現(xiàn)在已建立起了一個(gè)穩(wěn)固的合作網(wǎng)絡(luò)，然而最初如何讓合作伙伴相信自己的價(jià)值和實(shí)力，IMEC確實(shí)下了一番功夫。IMEC通過持續(xù)不斷地給合作伙 伴提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)、研發(fā)成果，逐步