《電子技術(shù)應用》
您所在的位置:首頁 > EDA與制造 > 業(yè)界動態(tài) > 后摩爾時代,集成電路“兩大壁壘”如何闖

后摩爾時代,集成電路“兩大壁壘”如何闖

2021-05-14
來源:半導體行業(yè)觀察
關(guān)鍵詞: 后摩爾時代 集成電路

  “‘忽悠’式的芯片投資可能過熱,但我們真正做芯片的人才非常緊缺,‘后摩爾時代’,我們的創(chuàng)新空間和追趕機會很大!”近日,中國工程院院士、浙江大學杭州國際科創(chuàng)中心領(lǐng)域首席科學家吳漢明在中國工程院舉辦的“先進集成電路技術(shù)與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新”論壇上為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提振信心。

  “摩爾定律”是集成電路行業(yè)所遵循的規(guī)律,是指價格不變時,集成電路上可容納的晶體管數(shù)目,每隔18~24個月便會增加一倍,器件性能亦提升一倍。

  然而,近年來,諸多數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示,晶體管數(shù)目增加逐步放緩,半導體行業(yè)更新迭代速度減慢。

  在吳漢明看來,隨著工藝節(jié)點演進,摩爾定律越來越難以持續(xù),集成電路產(chǎn)業(yè)已進入“后摩爾時代”,要堅持產(chǎn)業(yè)導向,合作共贏。

  趨緩的摩爾定律給追趕者機會

  過去60余年,集成電路以驚人的速度在縮小,現(xiàn)在1平方厘米硅片上可以集成超過50億個晶體管。從電子管計算機發(fā)展到智能手機,微觀器件的加工面積縮小了萬億級??s小還將持續(xù)嗎?

  事實上,早在1992年,中國工程院院士許居衍便成功預測,2014~2017年,人類將進入硅技術(shù)生命曲線上的拐點,即將進入“后摩爾時代”。

  這不難理解,芯片不可能無限縮小,集成電路晶體管也不會無限增加,性能、功耗、成本等總有一個要素會逼近極限。

  “后摩爾時代”來臨,中國集成電路產(chǎn)業(yè)面臨重大機遇。吳漢明指出,當前,我們面臨兩大壁壘。其一是政策壁壘,主要來自巴黎統(tǒng)籌委員會、瓦森納協(xié)議的困鎖,先進工藝、裝備材料和設(shè)計、EDA(電子設(shè)計自動化)軟件等產(chǎn)業(yè)鏈的三大環(huán)節(jié)被“卡脖子”。

  其二則是產(chǎn)業(yè)新壁壘。國際集成電路行業(yè)的龍頭企業(yè)提早布局,在發(fā)展中掌握了專利核心技術(shù),使得中國相關(guān)企業(yè)很難“闖”過去。

  而產(chǎn)業(yè)上的難點主要體現(xiàn)在技術(shù)上,中國半導體行業(yè)必須盡快做強核心專利,甚至要有一些“進攻性”的專利與其抗衡。

  集成電路行業(yè)涉及諸多環(huán)節(jié),在吳漢明看來,最薄弱的環(huán)節(jié)是裝備制造,全球幾乎看不到中國裝備的“影子”。

  “趨緩的摩爾定律給追趕者機會,應樹立產(chǎn)業(yè)技術(shù)為導向的科技文化?!眳菨h明說,產(chǎn)業(yè)需求是引導科研創(chuàng)新的原始動力,因為商業(yè)成功是檢驗技術(shù)創(chuàng)新的唯一標準。

  并不一定從“0”到“1”

  “注重原始創(chuàng)新、產(chǎn)品定位”確保了歐美集成電路產(chǎn)業(yè)在全球的持續(xù)領(lǐng)先地位。專家們一致認為,未來,創(chuàng)新依舊是技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。

  專家們認為,國際供應鏈有管控,拿來主義的紅利不會再有了,必須依賴于技術(shù)創(chuàng)新?!昂竽枙r代”可做的事情更多,在封裝測試、設(shè)計系統(tǒng)創(chuàng)新等方面要做得更好。

  14納米、10納米、7納米,先進的半導體制程愈發(fā)濃縮,已無限接近硅材料的物理極限,創(chuàng)新突破越發(fā)困難。不過創(chuàng)新并非一蹴而就,需要積累和試錯,投入更多,花費更長的時間。

  基于當前現(xiàn)實,集成電路領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新并不一定從“0”到“1”,吳漢明展示了一組數(shù)據(jù):目前,10納米節(jié)點以下先進產(chǎn)能占17%,83%市場在10納米以上節(jié)點。“我們的創(chuàng)新空間巨大,在先進制程研發(fā)不占優(yōu)勢的情況下,我國可以運用成熟的工藝,提升芯片的性能。本土可控的55納米芯片制造,比完全進口的7納米更有意義?!?/p>

  在這方面,國內(nèi)一些相關(guān)企業(yè)已有成果。例如,芯盟科技研發(fā)出超高性能異構(gòu)AI芯片,打破了傳統(tǒng)同構(gòu)芯片內(nèi)儲存與計算間的數(shù)據(jù)墻,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲、計算的三維集成。

  吳漢明建議,要加速舉國體制下的公共技術(shù)研發(fā)平臺建設(shè),發(fā)揮“集中力量辦大事”的優(yōu)勢,進一步搭建有利于我國在該領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展的全球化創(chuàng)新途徑。

  人才是創(chuàng)新的第一動力,集成電路產(chǎn)業(yè)人才需求缺口卻達30萬。

  教育部將“集成電路科學與工程”作為一級學科,清華大學成立芯片學院,浙江大學杭州國際科創(chuàng)中心集中力量引進培養(yǎng)一流人才……我國在努力打通前沿科學研究、顛覆性技術(shù)研發(fā)和成果產(chǎn)業(yè)化的全鏈條。

  “隨著集成電路行業(yè)越來越受重視,從事這一行業(yè)的人會越來越多,但關(guān)鍵要提高質(zhì)量?!?/p>

  復旦大學微電子學院院長張衛(wèi)告訴《中國科學報》,人才需求是多樣化和復合型的,要打破常規(guī)培養(yǎng)模式,不能再像過去一樣只學書本,要緊跟技術(shù)發(fā)展前沿,打造國家集成電路產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺,充分發(fā)揮高校、企業(yè)、科研院所各自的優(yōu)勢,開展跨校、跨學科的校企聯(lián)合培養(yǎng)。

  開放思維,全球合作

  專家們表示,除了自主創(chuàng)新,要取得突破,還要有開放思維,全球合作。

  當前,全球化勢不可擋,以芯片產(chǎn)業(yè)為例,從材料、制造、封裝,到最后的應用,每一個環(huán)節(jié)都不是孤立的。

  EUV光刻機就是全球化技術(shù)的結(jié)晶,27%的供應商來自美國,14%來自德國,27%來自日本,32%來自荷蘭和英國。

  吳漢明強調(diào),自主可控的確很重要,在整個大循環(huán)中,要有自己的核心技術(shù)。

  但建立完全自主可控產(chǎn)業(yè)鏈需9000億至12000億美元,并且行業(yè)性質(zhì)決定了全球化的特點,因此產(chǎn)業(yè)鏈的建立無法由某個地區(qū)、某個國家單獨完成。

  “在當前全球化受阻的形勢下,我們要做好企業(yè)國際化、外企本土化,重視本土化和產(chǎn)能,至少增長率要高于全球?!眳菨h明說。

  

本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點。轉(zhuǎn)載的所有的文章、圖片、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無法一一聯(lián)系確認版權(quán)者。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題,請及時通過電子郵件或電話通知我們,以便迅速采取適當措施,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟損失。聯(lián)系電話:010-82306118;郵箱:aet@chinaaet.com。