中国科协第100次青年科学家论坛全体代表

    2005年11月13-14日，中国科协组织了第100次青年科学家论坛，国家科技部、国家教育部、国家自然科学基金委的有关领导和专家出席了会议，中国科学院白以龙院士、北京工业大学副校长张泽院士，和清华大学薛其坤教授、南京航空航天大学郭万林教授等来自物理、力学、材料、化学、生物、信息、机械等七个领域的26位青年学者，从多学科角度，对纳器件系统的发展趋势、关键科学问题、合作研究等共同感兴趣的问题进行了认真研讨。

参加论坛的代表一致认为：
1） 微电子技术、生命科学和生物医学工程都已进入纳米尺度和分子层次，在未来10～20年间纳米技术将成为影响科技和生产力发展的最重要的因素。但是我国纳米科技主要成果集中在材料方面，对影响下一代信息技术、生物技术的核心纳米器件的研究很薄弱，对纳功能系统的研究几乎没有。加强纳功能器件系统的研究十分迫切。
2） 与微缩式的微机电系统（MEMS）技术不同，纳器件系统的功能必须建立在全新概念和物理原理之上。前者随尺度减小造价急剧攀升，但因各种尺度效应和物理极限的出现其功能难以保证；后者则变克服纳效应为利用纳规律，核心性能、造价会有三个量级以上的飞跃。
3） 微电子时代的核心知识产权已主要为西方国家占有，我们目前的纳器件和系统研究虽然薄弱，但局势未定。一旦纳技术成熟到大量影响产业的时候，新一轮核心知识产权将基本分割完毕。因此，加强纳器件系统领域的创新原理和核心技术研究，争夺影响未来的核心知识产权，对民族的复兴和重新崛起至关重要。

一致建议：
1） 加强纳米科技研究，在十一五国家重大基础研究战略中将投资重点逐渐由纳米材料转移到纳功能器件系统创新原理和关键技术的多学科交叉研究。在器件方面，要从目前以传感器件为主，转向主频控制和驱动技术的全面发展，以此推动纳系统技术的整体进步。没有系统技术依托，零星的纳器件无法体现其效用。
2） 以硅技术为基础的微电子技术已临近其物理极限，人类核心技术正处在重大变革时期。国家基础研究和技术攻关战略应由原有技术发展向原理创新和技术的原始创新转移。目前，计算机技术的核心计算处理单元（CPU）的商业技术已经深入到纳米尺度，但计算频率在40亿次（4GHz）停歇不前，世界上最大的巨型机计算速度达100万亿次（100THz），造价超过7亿美元，年能耗更是高达造价的近10％。然而，单个的十分简单的纳器件单元就具有0.1至数万亿次的超高自然频率，目前技术可以容易廉价地实现，功耗更比传统技术低三个以上量级。300多个器件单元就具有1000万亿次的理论能力。目前，实验室已经实现纳开关、存储、逻辑运算等各种信息功能，但都基于十分简单的物理原理。利用新物理原理的纳米器件实现万亿次（THz）的驱动和测控技术，将是信息技术的重大变革。
3） 发展纳器件系统技术需要多学科协同、多技术融合，需要国家各有关部委组织优势力量和资源，以纳尺度的物理原理为基础发展新的主频器件、逻辑电路和测控技术，并围绕核心器件和系统发展需要，发展纳器件驱动、可控组装、构筑和集成等关键技术，使我国在十一五期间取得纳功能器件和系统研究的实质性进展。