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

其實(shí)，搞舉國(guó)體制進(jìn)行高科技技術(shù)攻關(guān)，并非中國(guó)的特色，美國(guó)、歐盟這些歐美強(qiáng)國(guó)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(gè)歐盟國(guó)家、10家傳感器企業(yè)及研發(fā)機(jī)構(gòu)，動(dòng)用超過(guò)1900萬(wàn)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(gè)項(xiàng)目堪稱歐盟版舉國(guó)體制的體現(xiàn)。

歐盟怎么用“舉國(guó)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(guó)體制”在現(xiàn)代科技發(fā)展里的重要作用。

1900萬(wàn)歐元，4年7個(gè)國(guó)家10家公司，歐盟版“舉國(guó)體制”發(fā)展下一代紅外傳感器，怎么搞？

最近，歐洲國(guó)防基金（European Defence Fund）公開(kāi)了一份以“HEROIC”為項(xiàng)目名稱的下一代紅外傳感器研發(fā)計(jì)劃。

據(jù)該頁(yè)面披露，HEROIC屬于光電和雷達(dá)技術(shù)的紅外探測(cè)器項(xiàng)目，從2021年開(kāi)始，預(yù)計(jì)研發(fā)歷時(shí)48個(gè)月（4年），總預(yù)算約為1908萬(wàn)歐元（約合1.4億人民幣），其中歐洲國(guó)防基金的撥款預(yù)算約為1800萬(wàn)歐元，這意味著，參與該項(xiàng)目的企業(yè)和機(jī)構(gòu)將負(fù)擔(dān)額外的108萬(wàn)歐元研發(fā)費(fèi)用。

據(jù)悉，該項(xiàng)目由法國(guó)紅外探測(cè)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(chǎng)中第二大紅外探測(cè)器生產(chǎn)商，在全球紅外傳感器市場(chǎng)中具有領(lǐng)先地位。

除Lynred外，還有比利時(shí)的Xenics和德國(guó)的AIM Infrarot-Module，這兩家都是紅外探測(cè)器制造商，長(zhǎng)期以來(lái)與Lynred有直接競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。

該項(xiàng)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(guó)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(kāi)發(fā)商Ideas。

Lynred 的首席戰(zhàn)略官 David Billon-Lanfrey表示：“HEROIC項(xiàng)目首次將歐洲紅外探測(cè)器制造商（其中幾家是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手）聚集在一起，以戰(zhàn)略性地解決共性問(wèn)題。”

該陣容十分豪華，來(lái)自7個(gè)國(guó)家的10家公司，其中包括3家互為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的企業(yè)，在歐盟的協(xié)調(diào)下，聚集在一起，從事這項(xiàng)下一代紅外傳感器研發(fā)項(xiàng)目。這是個(gè)什么項(xiàng)目如此重要？

HEROIC？英雄芯片？目標(biāo)是什么？

項(xiàng)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(jiàn)歐盟對(duì)該項(xiàng)目的重視。

據(jù)項(xiàng)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(xiě)。讀出集成電路 ( Read Out Integrated Circuit，ROIC )是專門(mén)用于讀取特定類(lèi)型探測(cè)器的集成電路(IC)，譬如紅外探測(cè)器、紫外線探測(cè)器等，ROIC 的主要目的是累積每個(gè)像素的光電流信號(hào)，然后將生成的信號(hào)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(duì)研發(fā)下一代紅外傳感器具有重要意義。

Lanfrey表示，“項(xiàng)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(jì)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(xiàng)目的一個(gè)另一個(gè)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(lái)，這對(duì)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(guó)和意大利合資企業(yè)，而X-Fab則來(lái)自德國(guó)，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(lái)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(duì)歐盟這么重要?

紅外傳感器是最具有軍事價(jià)值的傳感器種類(lèi)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(cè)衛(wèi)星等，從而在黑暗和惡劣天氣條件下探測(cè)和識(shí)別物體或目標(biāo)。

譬如俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)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(qǐng)參看《總算明白了，現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)，打的都是傳感器》

▲國(guó)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(guò)紅外傳感器能看清楚漆黑夜晚中的敵人。

長(zhǎng)期以來(lái)，紅外傳感器及相關(guān)紅外儀器，都是西方國(guó)家對(duì)中國(guó)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(zhǎng)的探測(cè)距離、更大的視場(chǎng)和更快的幀率等性能。這將需要更高分辨率的紅外探測(cè)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(jì)紅外探測(cè)器和相關(guān)高效讀出集成電路。

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

許多年前， Lynred 的前身目前Sofradir就在極力推動(dòng)這一項(xiàng)目，以創(chuàng)建一個(gè)聯(lián)盟來(lái)鞏固歐洲的紅外生態(tài)系統(tǒng)。

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

比利時(shí)的Xenics 將 Heroic 項(xiàng)目視為其國(guó)防應(yīng)用 SWIR（短波紅外）開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的基石。

各國(guó)通過(guò)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(guó)防系統(tǒng)。

曼哈頓計(jì)劃——美國(guó)的科技舉國(guó)體制

從歐盟的HEROIC項(xiàng)目，可以窺視到歐盟怎么搞科技“舉國(guó)體制”，通過(guò)將歐盟各國(guó)的頂尖力量，甚至是敵對(duì)力量，聚合起來(lái)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(guó)有沒(méi)有舉國(guó)體制呢？答案是有的。

其中，最為著名的，就是曼哈頓計(jì)劃。通過(guò)曼哈頓計(jì)劃，美國(guó)搞出了人類(lèi)第一顆原子彈。

美國(guó)人授予了這個(gè)項(xiàng)目超越其他計(jì)劃的最高級(jí)權(quán)限，依靠國(guó)家行政權(quán)力，調(diào)動(dòng)全國(guó)資源來(lái)貫徹國(guó)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(jì)了人類(lèi)第一個(gè)核反應(yīng)堆；為了加快研究進(jìn)度，在軍隊(duì)的催促下，美國(guó)科學(xué)家拿出了計(jì)算機(jī)……正是在科學(xué)家、政府部門(mén)、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(jì)劃美國(guó)本土主要地點(diǎn)

曼哈頓計(jì)劃這個(gè)舉國(guó)體制的成功，讓美國(guó)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(guó)國(guó)防科學(xué)委員會(huì)和半導(dǎo)體協(xié)會(huì)共同建立了一個(gè)名為SEMATECH的組織，來(lái)引導(dǎo)美國(guó)各個(gè)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(huì)再派軍官和大兵們靠命令來(lái)推動(dòng)技術(shù)研發(fā)了——它的成員來(lái)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(dòng)而不是強(qiáng)勢(shì)領(lǐng)導(dǎo)。

此外，2022年底全球熱議的美國(guó)《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(yǔ)

人類(lèi)科技發(fā)展至今，許多科技已經(jīng)遠(yuǎn)不是一個(gè)個(gè)孤立的技術(shù)，而是一個(gè)個(gè)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(cè)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(lái)，這又涉及到CMOS晶圓技術(shù)。

因此，歐盟聯(lián)合了7個(gè)歐洲國(guó)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(guó)重組科學(xué)技術(shù)部，推動(dòng)健全新型舉國(guó)體制，也是同樣道理，是在這個(gè)關(guān)鍵時(shí)期提高我國(guó)科技攻關(guān)能力。

本文部分資料來(lái)自：https://mp.weixin.qq.com/s/gKm5aAQUI0DZmO0COfQKzQ 您對(duì)本文有什么看法？歡迎在傳感器專家網(wǎng)公眾號(hào)本內(nèi)容底下留言討論，或在中國(guó)最大的傳感社區(qū)：傳感交流圈中進(jìn)行交流。

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審核編輯黃宇