“锐进” 会客厅｜专访中国科学院院士刘胜：封装破局守初心，EDA赋能芯未来

刘胜，中国科学院院士，微纳制造领域杰出专家，国内芯片封装技术的引领者。现任武汉大学集成电路学院院长、工业科学研究院执行院长。

刘院士长期致力于集成电路、LED 和微传感器封装及可靠性理论和前沿技术研究，在微纳制造科学与工程技术领域取得系统性创新成果，为我国芯片封装技术自主化与产业跨越发展作出突出贡献。

刘院士始终坚守科研与育人并重，深耕人才培养，为我国微电子与先进封装领域培育了一大批高层次专业人才与青年骨干，有力支撑行业高质量发展。

刘教授，您作为美国名校终身教授，为何会在 2000 年选择回国，进入当时并不主流的封装领域，是什么样的初心与信念，支撑您做出这一人生抉择？

我最初学的是飞机设计，主攻材料力学。一次在斯坦福的学生联谊会上，与从事芯片封装的同学深入交流后，深受启发——封装在美国本就是核心主流领域，更是芯片从实验室走向市场的必经之路，直接决定产品的良率、可靠性与耐久性，让我对封装领域产生浓厚兴趣，便毅然投身其中。斯坦福毕业后，我撰写《半导体器件损伤容限设计》，凭借在微电子器件损伤容限设计与制造领域的贡献，荣获白宫总统教授奖，也为后续深耕封装领域筑牢了基础。

至于回国，并非2000年才起步。早在1993年，我就通过美国自然科学基金会项目与国内建立合作，和杨卫教授共同发起ICEPT会议，全力推动中美学生的交流学习。当时国内对封装研究重视不足，但美国始终将其视为半导体产业的核心环节，这种“被忽略”的现状，在我看来正是我国半导体产业突破的关键机遇。作为工科男，我的执念就是把产品做出来，把成果落地，为国家解决实际问题，这也是支撑我回国拓荒的核心信念。

回国后，您带领团队实现了我国高密度高可靠电子封装技术从无到有、由传统封装向先进封装的跨越。在这一过程中，最难忘的攻关是什么？

最难忘的是2007—2008年，国家“02专项”推进封装技术研发期间的方向抉择与技术攻坚。当时，普遍倾向于板级集成路线，但我们经过深入研判，坚定认为3D集成才是封装技术的未来发展方向。然而，3D集成涉及良率控制、多物理场耦合、建模仿真等一系列高度交叉的难题，挑战巨大。

面对这些挑战，我们被迫跳出单一工艺的局限，从全局角度出发，从EDA工具、数字孪生等全局视角重新审视问题，转化为一个多输入、多维度、多尺度的系统工程。回头看，从一开始就站在系统设计的维度去解决问题，正是我们现在所说的 STCO（系统—技术协同优化）。这不仅推动我国封装技术的跨越，也奠定我们自主创新的方法论基础。

作为深耕半导体领域30余年的资深专家，您认为当前我国半导体产业面临的主要挑战和机遇有哪些？

半导体产业的挑战从来都是客观存在的，但危机与机遇并存。从某种意义上说，我们甚至要“感谢”外部的制裁——正是这种倒逼，推动我国半导体产业摆脱了过去“依赖进口”的惯性困境，真正沉下心来，踏踏实实做微电子、做集成电路。过去，很多环节靠“买”就行；现在，我们开始真正“干”。一个典型的例子是长江存储：其材料已实现100%国产化，设备自主率也达到了90%，这就是倒逼出来的进步。进入AI时代，自主EDA的发展反而迎来了更快的迭代和更好的性能表现。挑战虽大，但我们的机会更大。

高端芯片的竞争是“全链条的协同与系统优化”。从您的实践来看，当前在“设计-制造-封装-测试”这一链条中，最大的挑战在哪里？

当前全链条协同最大的挑战，核心在于两点——利益的合理划分与知识产权的充分尊重。从行业现状来看，台积电涉足封装领域，这对传统封装厂形成了不小的冲击，国内是否也要走这条路？这是可以探索的。

除此之外，全链条的协同优化还离不开理念的贯穿：从EDA工具研发，到芯片设计、制造的每一个环节，都应该贯穿DFX（面向良率、可靠性、成本设计）理念，才能实现全流程的高效协同。而这一切的基础，离不开知识产权的支撑——从EDA工具到设计DFX，再到良率、可靠性、成本控制，每一个环节都离不开知识产权的支撑。EDA²可以依托知识产权保护机制，推动上下游生态共建，从而有效破解全链条协同的堵点。

AI、Chiplet（芯粒）、云计算等新技术应用和需求正重构半导体产业，重塑EDA范式，您认为自主EDA发展面临哪些机遇与挑战？特别是在解决多物理场耦合仿真、材料工艺仿真、封装设计与可靠性分析等复杂问题方面如何抓住机遇，形成差异化竞争力？

三维集成是全球半导体产业竞争的核心赛道，也是自主EDA突破的关键机遇点——西方企业、台积电与我们都在全力攻关，谁能把封装技术做好，谁就能在全球竞争中抢占先机、掌握主动权。面对多物理场耦合仿真、材料工艺仿真、封装设计与可靠性分析等复杂问题，我们要找准差异化突破路径：学会“容忍缺陷”，不执着于局部完美，通过极致的设计优化与每一步工艺精细化控制，使整体系统表现最佳，从而实现芯片的高可靠性。

从产业现状来看，国内从事相关技术的公司不少，但大多小而散。我们需要培育出真正的顶尖企业，形成强大的行业领导力和综合竞争力，才能在三维集成这场竞赛中抢占先机。

在武汉大学数十年科研教育生涯中，您已经培养了百余名博硕士，其中不少已成为行业骨干。作为武汉大学集成电路学院的院长，您认为当前高校在培养半导体领域人才培养机制方面取得了哪些成绩？还存在哪些短板以及有哪些应对措施建议？

中国集成电路从二十世纪五十年代起步，前辈们付出巨大努力，奠定了坚实基础。

集成电路是一个典型的交叉学科，不仅涉及电子，还涉及物理、化学、力学、材料等多个领域。过去我们习惯于解决单一的“主流”科学问题，而那些处在边界上、交叉处的、被认为“不重要”、甚至被长期忽略的问题，恰恰成了今天产业面临的最大难题——这也是当前人才培养机制的核心痛点。然而，短板就是机遇。这些难题正是年轻人施展才华的机会所在！希望年轻人积极响应国家战略，敢于去挑战那些“不重要”但很难的事情，把个人理想融入国家发展，在半导体领域实现自身价值。

武汉大学集成电路学院，欢迎微电子、力学、工程热物理等交叉学科的人才加入，携手完善交叉型人才培养体系，助力产业发展。

在培养“材料-器件-电路-系统-EDA工具”全栈能力的复合型人才、以及高端稀缺人才方面，您认为存在哪些主要障碍？有哪些举措建议？

学校里，核心在于评价机制。综合性大学普遍看重“好文章”、“好理论”，而工科教育的核心诉求是培养能真正解决产业实际问题的人才，这种评价导向与工科人才培养的本质需求不相匹配，也制约复合型、实战型人才的培育。对此，有两点建议：

• 第一，优化高校评价机制，打破“重论文、轻实践”的倾向，借鉴日本、德国等制造强国的经验，大力引进具有工业界实战经验的人才，让工科教育真正贴近产业需求，避免脱离实际、纸上谈兵。

• 第二，改革激励导向，通过评价体系的调整，鼓励有产业经验的专家与企业共同参与人才培养，让年轻人成长为“真正能打仗”的实战型人才。

您认为当前我国半导体及EDA产业自主生态存在哪些突出短板？在“EDA—工艺—设计—制造—封装—测试”全链条协同中，主要堵点有哪些？

当前我国半导体及EDA产业自主生态，在于产业布局的“碎片化”：国内许多企业仅擅长某一单点技术，缺乏系统性整合能力，难以形成产业合力，技术的整体价值无法充分发挥。

在 “EDA—工艺—设计—制造—封装—测试”全链条协同中，主要集中在两个方面：

• 缺乏有效的资源整合机制：单点技术难以形成协同效应，需鼓励良性兼并整合，将分散的技术力量串联起来，构建完整的产业链条。

• 科研成果向产业转化不畅：可通过EDA²平台搭建上下游生态桥梁，尊重知识产权，聚焦研究成果的产业化转化，推动技术落地、赋能产业发展。

作为半导体产业“产学研用”协同的实践者，您如何评价EDA²自成立以来在推动产学研用方面所做的工作？您希望EDA²未来进一步加强哪些方面的工作？

非常感谢EDA²这些年来为构建多元化EDA生态所做的贡献，尤其为新生的集成电路学院、科研团队提供了有力支持，通过链接国家政策与产业资源，搭建起“政产学研用”协同的桥梁，为我国集成电路产业高质量发展注入动力，切实破解科研与产业脱节的痛点。

面向未来，希望EDA²在以下几个方面进一步加强：

第一，加大知识产权保护与生态共建力度，进一步健全尊重知识产权的协同机制，为全链条协同打下更坚实的基础。

第二，强化成果转化导向，充分发挥EDA²学术基金的作用，重点支持具有产业化潜力的研究成果，真正打通从实验室到生产线的“最后一公里”。

第三，促进交叉学科人才培养，依托EDA²平台，连接高校与产业，共同培养具备全栈能力的复合型人才。

作为我国半导体领域的战略科学家，您对未来 3-5 年我国半导体产业，包括 EDA 领域的发展前景有何预测与期待？在技术突破、市场份额、生态成熟度等方面，您认为我们有望实现哪些关键跨越？

未来3-5年，我国半导体和EDA领域将迎来关键窗口期，整体呈现稳步突破、持续向好的态势。

第一，EDA技术趋势：从器件走向系统。其中，多物理场相关技术是迫在眉睫的突破方向，尤其要聚焦工艺窗口优化、多场TCAD的快速应用，并与DFX理念深度融合，进而延伸至应用端，助力提升芯片的寿命与可靠性。

第二，产业挑战与机遇并存。上述方向对集成电路产业挑战巨大，但机会同样巨大。这将对我国高等教育形成倒逼——高校必须积极应对，鼓励学生多修“难课”，夯实交叉学科基础，加快培养能解决复杂工程问题的实战型人才。

第三，国产EDA有望形成差异化竞争力。随着自主技术突破和生态逐步成熟，国产EDA在先进封装、三维集成、多物理场等细分领域将逐步建立优势，稳步提升市场份额。

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