近期，中國科技界最熱門的話題，莫過于重組科學(xué)技術(shù)部，推動健全新型舉國體制，希望通過舉國體制動員所有力量，攻關(guān)“卡脖子”技術(shù)難題，解決我國高新科技發(fā)展困境。

其實(shí)，搞舉國體制進(jìn)行高科技技術(shù)攻關(guān)，并非中國的特色，美國、歐盟這些歐美強(qiáng)國也同樣在這樣弄。

最近，歐盟為了在生產(chǎn)高性能紅外傳感器方面獲得技術(shù)主權(quán)，集合了7個歐盟國家、10家傳感器企業(yè)及研發(fā)機(jī)構(gòu)，動用超過1900萬歐元（約合1.4億人民幣）預(yù)算，研發(fā)下一代紅外傳感器，這個項目堪稱歐盟版舉國體制的體現(xiàn)。

歐盟怎么用“舉國體制”發(fā)展紅外傳感器？為什么要發(fā)展紅外傳感器？管中窺豹，我們可以看到“舉國體制”在現(xiàn)代科技發(fā)展里的重要作用。

1900萬歐元，4年7個國家10家公司，歐盟版“舉國體制”發(fā)展下一代紅外傳感器，怎么搞？

最近，歐洲國防基金（European Defence Fund）公開了一份以“HEROIC”為項目名稱的下一代紅外傳感器研發(fā)計劃。

據(jù)該頁面披露，HEROIC屬于光電和雷達(dá)技術(shù)的紅外探測器項目，從2021年開始，預(yù)計研發(fā)歷時48個月（4年），總預(yù)算約為1908萬歐元（約合1.4億人民幣），其中歐洲國防基金的撥款預(yù)算約為1800萬歐元，這意味著，參與該項目的企業(yè)和機(jī)構(gòu)將負(fù)擔(dān)額外的108萬歐元研發(fā)費(fèi)用。

據(jù)悉，該項目由法國紅外探測器制造商Lynred引導(dǎo)，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，Lynred 是全球IR市場中第二大紅外探測器生產(chǎn)商，在全球紅外傳感器市場中具有領(lǐng)先地位。

除Lynred外，還有比利時的Xenics和德國的AIM Infrarot-Module，這兩家都是紅外探測器制造商，長期以來與Lynred有直接競爭關(guān)系。

該項目參與單位還有四家系統(tǒng)集成商，分別是西班牙Indra、希臘Miltech Hellas、挪威Kongsberg和波蘭PCO。其他參與單位還有法國研究機(jī)構(gòu)CEA-Leti和西班牙的塞維利亞大學(xué)（the University of Seville），以及位于挪威的專業(yè)芯片開發(fā)商Ideas。

Lynred 的首席戰(zhàn)略官 David Billon-Lanfrey表示：“HEROIC項目首次將歐洲紅外探測器制造商（其中幾家是競爭對手）聚集在一起，以戰(zhàn)略性地解決共性問題。”

該陣容十分豪華，來自7個國家的10家公司，其中包括3家互為競爭對手的企業(yè)，在歐盟的協(xié)調(diào)下，聚集在一起，從事這項下一代紅外傳感器研發(fā)項目。這是個什么項目如此重要？

HEROIC？英雄芯片？目標(biāo)是什么？

項目名“HEROIC”直譯似乎就是Hero+IC=英雄芯片，像英雄一樣保護(hù)歐洲的芯片，可見歐盟對該項目的重視。

據(jù)項目介紹，HEROIC是High Efficiency Read Out Integrated Circuit（高效讀出集成電路）的首字母縮寫。讀出集成電路 ( Read Out Integrated Circuit，ROIC )是專門用于讀取特定類型探測器的集成電路(IC)，譬如紅外探測器、紫外線探測器等，ROIC 的主要目的是累積每個像素的光電流信號，然后將生成的信號傳輸?shù)捷敵龀轭^以供讀出。

讀出集成電路是紅外傳感器重要組成部分，高效讀出集成電路對研發(fā)下一代紅外傳感器具有重要意義。

Lanfrey表示，“項目總目標(biāo)是使歐洲在生產(chǎn)高性能紅外傳感器方面獲得技術(shù)主權(quán)。”

除了設(shè)計出應(yīng)用于下一代紅外傳感器的高效讀出集成電路外，HEROIC項目的一個另一個重要目標(biāo)，是驗(yàn)證這種新的高效讀出集成電路能不能在歐洲的半導(dǎo)體制造廠中被制造出來，這對保障歐洲本土的紅外技術(shù)供應(yīng)鏈至關(guān)重要。

Lanfrey指出，這些半導(dǎo)體制造商可能是意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）或者X-Fab等公司，其中意法半導(dǎo)體是法國和意大利合資企業(yè)，而X-Fab則來自德國，這些企業(yè)擁有CMOS-MEMS兼容工藝芯片產(chǎn)線。

意法半導(dǎo)體和X-Fab均是全球MEMS晶圓代工排名前列的企業(yè)，相關(guān)信息參看《最新全球MEMS晶圓廠排名》。

▲來源：Yole、賽微電子

歐盟為什么要研發(fā)紅外傳感器？下一代紅外傳感器為什么對歐盟這么重要?

紅外傳感器是最具有軍事價值的傳感器種類之一，特別適合部署于熱像儀、監(jiān)視系統(tǒng)、導(dǎo)彈系統(tǒng)、瞄準(zhǔn)系統(tǒng)和觀測衛(wèi)星等，從而在黑暗和惡劣天氣條件下探測和識別物體或目標(biāo)。

譬如俄烏戰(zhàn)爭中“大出風(fēng)頭”的高精度制導(dǎo)武器，紅外傳感制導(dǎo)就是最常用的方式之一，紅外制導(dǎo)依賴于高精度紅外傳感器。相關(guān)介紹請參看《總算明白了，現(xiàn)代戰(zhàn)爭，打的都是傳感器》

▲國內(nèi)制導(dǎo)武器的主要制導(dǎo)方式

在瞄準(zhǔn)系統(tǒng)中，紅外傳感器是夜視儀的關(guān)鍵部件，夜視儀通過紅外傳感器能看清楚漆黑夜晚中的敵人。

長期以來，紅外傳感器及相關(guān)紅外儀器，都是西方國家對中國技術(shù)制裁的重要目標(biāo)。

什么是下一代紅外傳感器？

Lynred表示，下一代紅外系統(tǒng)將需要展示更長的探測距離、更大的視場和更快的幀率等性能。這將需要更高分辨率的紅外探測器，像素間距尺寸將從如今的15 μm至10 μm降至7.5 μm及以下。

因此，需要重新設(shè)計紅外探測器和相關(guān)高效讀出集成電路。

據(jù)法國軍事媒體Operational SLDS介紹，HEROIC是在2019年歐洲國防局（European Defence Agency）召開的一次紅外技術(shù)工作組會議之后產(chǎn)生的項目。

許多年前， Lynred 的前身目前Sofradir就在極力推動這一項目，以創(chuàng)建一個聯(lián)盟來鞏固歐洲的紅外生態(tài)系統(tǒng)。

歐洲各方對該紅外傳感器研發(fā)項目寄予厚望，認(rèn)為HEROIC項目將使歐洲紅外傳感器供應(yīng)商能夠?yàn)閲缿?yīng)用的紅外傳感器可持續(xù)設(shè)計下一代歐盟標(biāo)準(zhǔn)的讀出集成電路（ROIC）。

比利時的Xenics 將 Heroic 項目視為其國防應(yīng)用 SWIR（短波紅外）開發(fā)戰(zhàn)略的基石。

各國通過這種共同合作方式，可以獲得更先進(jìn)的CMOS技術(shù)，并鞏固了2030 年后歐盟的國防系統(tǒng)。

曼哈頓計劃——美國的科技舉國體制

從歐盟的HEROIC項目，可以窺視到歐盟怎么搞科技“舉國體制”，通過將歐盟各國的頂尖力量，甚至是敵對力量，聚合起來做高科技基礎(chǔ)研發(fā)，從而鞏固歐盟的高科技領(lǐng)先地位。

那么，美國有沒有舉國體制呢？答案是有的。

其中，最為著名的，就是曼哈頓計劃。通過曼哈頓計劃，美國搞出了人類第一顆原子彈。

美國人授予了這個項目超越其他計劃的最高級權(quán)限，依靠國家行政權(quán)力，調(diào)動全國資源來貫徹國家的意志：在美軍的命令下，芝加哥大學(xué)冶金實(shí)驗(yàn)室設(shè)計了人類第一個核反應(yīng)堆；為了加快研究進(jìn)度，在軍隊的催促下，美國科學(xué)家拿出了計算機(jī)……正是在科學(xué)家、政府部門、工業(yè)企業(yè)的聯(lián)合努力之下，才有了羅斯阿莫斯沙漠里的一聲巨響。

▲曼哈頓計劃美國本土主要地點(diǎn)

曼哈頓計劃這個舉國體制的成功，讓美國人嘗到了“甜頭”，當(dāng)年為了發(fā)展自己的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，由美國國防科學(xué)委員會和半導(dǎo)體協(xié)會共同建立了一個名為SEMATECH的組織，來引導(dǎo)美國各個企業(yè)發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。

和當(dāng)年“曼哈頓工程”的不同在于，SEMATECH不會再派軍官和大兵們靠命令來推動技術(shù)研發(fā)了——它的成員來自于英特爾、IBM、AT&T這樣的企業(yè)，負(fù)責(zé)的更多是協(xié)調(diào)聯(lián)動而不是強(qiáng)勢領(lǐng)導(dǎo)。

此外，2022年底全球熱議的美國《芯片法案》，以及更早前的“實(shí)體清單”，等等都是政治權(quán)力干涉科技發(fā)展的例證。

結(jié)語

人類科技發(fā)展至今，許多科技已經(jīng)遠(yuǎn)不是一個個孤立的技術(shù)，而是一個個技術(shù)的集群，依靠某家企業(yè)或機(jī)構(gòu)的發(fā)展，是十分緩慢的。

如同文中介紹的，歐盟發(fā)展的下一代紅外傳感器，除了紅外探測器外，高效讀出集成電路是重點(diǎn)技術(shù)，此外，相關(guān)晶圓廠商能不能制造出來，這又涉及到CMOS晶圓技術(shù)。

因此，歐盟聯(lián)合了7個歐洲國家，10家上下游企業(yè)一起，才有望快速推進(jìn)下一代紅外傳感器的研發(fā)進(jìn)程。

我國重組科學(xué)技術(shù)部，推動健全新型舉國體制，也是同樣道理，是在這個關(guān)鍵時期提高我國科技攻關(guān)能力。

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審核編輯黃宇