近期，中國科技界最熱門的話題，莫過于重組科學技術部，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“卡脖子”技術難題，解決我國高新科技發(fā)展困境。

其實，搞舉國體制進行高科技技術攻關，并非中國的特色，美國、歐盟這些歐美強國也同樣在這樣弄。

最近，歐盟為了在生產高性能紅外傳感器方面獲得技術主權，集合了7個歐盟國家、10家傳感器企業(yè)及研發(fā)機構，動用超過1900萬歐元（約合1.4億人民幣）預算，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屬于光電和雷達技術的紅外探測器項目，從2021年開始，預計研發(fā)歷時48個月（4年），總預算約為1908萬歐元（約合1.4億人民幣），其中歐洲國防基金的撥款預算約為1800萬歐元，這意味著，參與該項目的企業(yè)和機構將負擔額外的108萬歐元研發(fā)費用。

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

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構CEA-Leti和西班牙的塞維利亞大學（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，“項目總目標是使歐洲在生產高性能紅外傳感器方面獲得技術主權。”

除了設計出應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，是驗證這種新的高效讀出集成電路能不能在歐洲的半導體制造廠中被制造出來，這對保障歐洲本土的紅外技術供應鏈至關重要。

Lanfrey指出，這些半導體制造商可能是意法半導體（STMicroelectronics）或者X-Fab等公司，其中意法半導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兼容工藝芯片產線。

意法半導體和X-Fab均是全球MEMS晶圓代工排名前列的企業(yè)，相關信息參看《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)、導彈系統(tǒng)、瞄準系統(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。

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

▲國內制導武器的主要制導方式

在瞄準系統(tǒng)中，紅外傳感器是夜視儀的關鍵部件，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，紅外傳感器及相關紅外儀器，都是西方國家對中國技術制裁的重要目標。

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，需要重新設計紅外探測器和相關高效讀出集成電路。

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工作組會議之后產生的項目。

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，認為HEROIC項目將使歐洲紅外傳感器供應商能夠為國防應用的紅外傳感器可持續(xù)設計下一代歐盟標準的讀出集成電路（ROIC）。

比利時的Xenics 將 Heroic 項目視為其國防應用 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，可以獲得更先進的CMOS技術，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研發(fā)，從而鞏固歐盟的高科技領先地位。

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限，依靠國家行政權力，調動全國資源來貫徹國家的意志：在美軍的命令下，芝加哥大學冶金實驗室設計了人類第一個核反應堆；為了加快研究進度，在軍隊的催促下，美國科學家拿出了計算機……正是在科學家、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

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

和當年“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研發(fā)了——它的成員來自于英特爾、IBM、AT&T這樣的企業(yè)，負責的更多是協(xié)調聯(lián)動而不是強勢領導。

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

結語

人類科技發(fā)展至今，許多科技已經遠不是一個個孤立的技術，而是一個個技術的集群，依靠某家企業(yè)或機構的發(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技術，此外，相關晶圓廠商能不能制造出來，這又涉及到CMOS晶圓技術。

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

我國重組科學技術部，推動健全新型舉國體制，也是同樣道理，是在這個關鍵時期提高我國科技攻關能力。

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審核編輯黃宇