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  • 建议:抢抓第四次产业革命机遇,大力推动自旋电子器件产业发展

  • 2011-01-05 07:27 点击数:
  • 都有为
    中科院院士、南京大学教授

      
      自旋电子学又称磁电子学,是基于电子传导和磁性间关联效应,通过磁场实现对输运特性调制的新兴学科,也是电子学与磁学相结合的交叉学科。磁电子学发展到今天,其系列成果在信息存储等各个领域已经产生了划时代的巨大影响,作为纳米电子学的重要组成,在磁记录、磁头读出、非易失信息随机存储、自旋晶体管及计算机等领域将获得广泛应用,为人类的发展开辟了广阔的前景。是继真空管、晶体管和集成电路以后第四次产业革命触发点。
      磁电子学所涉及的器件有:磁电阻效应传感器、高密度磁头、非挥发性磁性存储器(MRAM)、自旋晶体管、宽带微波振荡器,量子计算机等,由于采用磁电子学的器件具有体积小、重量轻、容量大、抗环境强,速度快等优点,可以广泛应用于摄像机、手机、电脑、导航仪、计算机等20多个行业领域,仅其中磁电阻效应的应用器件市场空间就十分巨大,如磁敏传感器:60亿美元规模、信号隔离耦合器35亿美元、计算机硬盘:300亿美元、MRAMs>1000亿美元。自旋逻辑器件和MRAM属于核心高端芯片,可军民两用,不仅具有高达上千亿美元的巨大市场前景,对于提升国家的高科技水平和增强国防安全意义重大。
      从国际形势来看:法国政府于2009年宣布投入420万欧元资助研制自旋电子可编程逻辑器件;韩国政府与Hynix和Samsung共同投资5000万美元开发STT-MRAM。美国于2010年7月发布了《2020及未来纳米电子器件发展》计划,以该计划确定了五大重点研究领域,第一个重点领域是“探索用于感应的新技术,包括电子自旋器件、磁器件和量子细胞自动机等”。
      从国内发展来看:物理所、半导体所、南京大学、北京科技大学、成都电子科技大学、山东大学等开展了自旋电子学的基础研究。并拥有了多项专利,有些领域取得国际先进水平。但总体上数量、质量与发达国家还有相当大的差距,由于高校与研究所的成果转化能力不强,一些研究成果只停留在实验室阶段,产业化方面更远远落后于国外。
      我国发展自旋电子产业要分两个阶段进行:第一阶段,要以磁电子学器件为主攻方向,以磁敏传感器件、磁逻辑器件、MRAM芯片为核心展开,经过5-10年时间基本完成第一阶段任务,使磁传感器件和逻辑器件研发和产业化达到国际先进水平,MRAM芯片在国际上占有一席之地。第二阶段以半导体自旋电子学为主攻方向,为此,在第一阶段必须同时支持半导体自旋电子学以及分子自旋电子学的基础研究工作,培养人才,实现科技创新和知识产权储备。
      常州市政府,在磁电子上要抓住发展机遇:
      1.目前,磁传感器和磁藕合器国内已有企业在做,磁存储器产业规模最大,可取代集成电路存储器,是第四次产业革命的重点发展方向,但技术复杂,投资规模大。国外大企业纷纷投入重金进行研发。国内上海中芯国际公司也在研发,常州市政府可与上海中芯国际公司进行合作,共同研发磁存储器产业,打造具有自己特色的磁电子产业。
      2.常州市政府可与高校和科研院所合作,再科教城成立磁电子器件孵化器,孵化磁电子器件企业,培育相关的高科技人才。
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