ISSCC（國際固態(tài)電子電路大會）是半導(dǎo)體電路的盛會。2017年的ISSCC已經(jīng)落下帷幕，本文將就今年ISSCC主題演講（Plenary Talks）上展現(xiàn)出來的趨勢做一些分析。

大趨勢

今年ISSCC的主題是Intelligent Chips for A Smart World，從中可以鮮明地看出兩個技術(shù)潮流，即物聯(lián)網(wǎng)和人工智能。在物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的應(yīng)用中，集成電路起著不可替代的作用，可以說是集成電路發(fā)展的方向。

從會議主題中，我們也可以看到一些更深層次的東西，即半導(dǎo)體電路發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了應(yīng)用驅(qū)動而非技術(shù)驅(qū)動的時代。在過去，摩爾定律仍然很強(qiáng)大的時候，半導(dǎo)體行業(yè)可以說是技術(shù)驅(qū)動，換句話說是先把使用下一代工藝的更快、性能更好的芯片做出來，再去看看有什么應(yīng)用可以用到這些新的技術(shù)，甚至是開創(chuàng)、挖掘新的應(yīng)用。然而，隨著摩爾式的指數(shù)發(fā)展慢慢接近飽和，目前的半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)是應(yīng)用驅(qū)動，即先看準(zhǔn)一個已經(jīng)有的應(yīng)用，再去針對該應(yīng)用開發(fā)芯片產(chǎn)品。ISSCC的主題也從“芯片使xxx成為可能”變成了“針對xxx的新芯片”。這樣的轉(zhuǎn)折，值得大家深思。

Plenary Talks上大咖都說了什么

今年的Plenary Talks（ISSCC會議的第一個議程，會邀請業(yè)界最頂尖的人物做主題演講），主題都與摩爾定律以及應(yīng)用驅(qū)動或多或少有關(guān)。

臺積電負(fù)責(zé)研發(fā)部門的副總Cliff Hou第一個登臺演講，內(nèi)容是關(guān)于臺積電的工藝如何在摩爾定律飽和的時代繼續(xù)發(fā)展。Cliff認(rèn)為，半導(dǎo)體電路設(shè)計在目前需要新的設(shè)計范式，該范式包括四個要點，包括克服先進(jìn)工藝非理想型的新方法，底層與頂層協(xié)同優(yōu)化，針對特定應(yīng)用的定制化（即本文之前提到的“應(yīng)用驅(qū)動”），以及使用新的電路／EDA技術(shù)。

在技術(shù)方面，Cliff著重提及了封裝技術(shù)（3D／2.5D封裝）。有趣的是，Cliff提到機(jī)器學(xué)習(xí)也可以幫助先進(jìn)制程下的芯片設(shè)計，可見人工智能已經(jīng)無所不在。

第二個演講者是來自TI的CTO Ahmad Bahai，Ahmad指出之前的半導(dǎo)體市場總是圍繞一個殺手級應(yīng)用（如上世紀(jì)90年代的PC，本世紀(jì)初的互聯(lián)網(wǎng)，以及前幾年的移動互聯(lián)網(wǎng)等等）。

目前摩爾定律的發(fā)展已經(jīng)接近飽和，新工藝造價太貴，最后只有大公司才能享受最新的工藝節(jié)點，因此半導(dǎo)體行業(yè)的繁榮必須靠多元化的應(yīng)用和市場才行。

Ahmad認(rèn)為，之前大家一窩蜂用最新工藝的時代已經(jīng)過去了。不同于之前無腦用最新工藝在熱門市場上拼芯片性能，半導(dǎo)體廠商應(yīng)該努力在不同的應(yīng)用上下功夫，針對多樣化的應(yīng)用使用最合適的工藝開發(fā)芯片產(chǎn)品。可見，Ahmad也認(rèn)同目前半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了應(yīng)用驅(qū)動的階段。

第三個演講者是來自耶魯醫(yī)學(xué)院的Jonathan Rothberg，主題是DNA測序芯片的發(fā)展。眾所周知，DNA測序可以給人類帶來巨大的改變，它可以用在診斷、環(huán)境監(jiān)測、制藥等等方面。隨著DNA測序的發(fā)展，醫(yī)療也會進(jìn)入個性化精確醫(yī)療時代，即根據(jù)每個人不同的基因測序結(jié)果制訂最有效的疾病預(yù)防和治療方案。事關(guān)人類的福祉，DNA測序?qū)且粋€巨大的市場。

目前，DNA測序的主要瓶頸是速度以及成本。DNA測序芯片是典型的應(yīng)用驅(qū)動產(chǎn)品，該市場目前還是一片藍(lán)海，隨著各大廠商的慢慢進(jìn)入，DNA測序所需的成本會越來越低，時間則會越來越短。當(dāng)DNA測序的成本小于1000美元，所需時間小于24小時后，預(yù)計DNA測序?qū)玫狡占?，而市場也會真正打開。而Jonathan本人創(chuàng)立的公司早已經(jīng)在基因測序方面布局，通過結(jié)合芯片產(chǎn)品、云服務(wù)以及機(jī)器學(xué)習(xí)提供全套服務(wù)，而Jonathan本人也因此登上了《福布斯》雜志的封面。Jonathan更是用研發(fā)的DNA測序芯片為Gordon Moore（摩爾定律的提出者）做了一次基因測序，可謂是生物醫(yī)學(xué)與半導(dǎo)體行業(yè)聯(lián)姻的一個標(biāo)志。

最后，來自荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的Lieven Vandersypen介紹了量子計算機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r。隨著摩爾定律接近飽和，計算機(jī)計算能力每18個月翻倍的規(guī)律也很難延續(xù)。為了繼續(xù)延續(xù)計算能力的發(fā)展，科學(xué)家們提出了“超越摩爾”（Beyond Moore）的方案，即使用CMOS之外的新器件來進(jìn)行高性能計算。量子計算機(jī)可以算是Beyond Moore的一個典型例子。量子計算機(jī)使用量子位（Qubit）來記錄信息，其計算效率可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越目前的電子計算機(jī)，因此Lieven認(rèn)為就計算能力而言量子計算機(jī)之于目前的電子計算機(jī)就相當(dāng)于電子計算機(jī)之于古代的算盤。

然而，如何控制量子計算單元是一個難題。目前，科學(xué)家們已經(jīng)可以做到把量子計算單元與傳統(tǒng)的電子電路集成在一起，從而實現(xiàn)用電子電路完成控制，而用量子單元完成計算。

正因為量子計算與電子行業(yè)密不可分，量子計算的發(fā)展除了需要物理學(xué)家的努力以外，還需要電子工程師的幫助。Lieven希望，隨著量子計算在ISSCC上的亮相，之后量子計算機(jī)的發(fā)展可以得到更多來自半導(dǎo)體行業(yè)的幫助，從而早日實現(xiàn)實用化。

結(jié)語

ISSCC 2017上的主題演講清楚地告訴我們，隨著摩爾定律發(fā)展趨于飽和，半導(dǎo)體業(yè)界已經(jīng)從之前的追求More Moore（進(jìn)一步激進(jìn)地縮小晶體管尺寸）轉(zhuǎn)向到了More than Moore（針對不同的應(yīng)用開發(fā)專用新半導(dǎo)體電路系統(tǒng)）以及Beyond Moore（開發(fā)新的器件以及計算范式）。其中，More than Moore以及相應(yīng)的應(yīng)用驅(qū)動更是重中之重，將會深刻地影響半導(dǎo)體業(yè)的發(fā)展方向。