1965年，戈登·摩尔观察计算机存储器晶体管数目，总结得出集成电路上可容纳的晶体管数目每隔两年就会增加一倍的规律，摩尔定律就此诞生。五十多年过去了，随着晶体管微缩逐渐逼近技术极限，关于摩尔定律的讨论进入新阶段。
发展放缓的后摩尔时代，一面是产业继续向前推进需要解决的技术挑战，另一面也为中国半导体的发展带来新机遇。本周三，在2021世界半导体大会暨南京国际半导体博览会的开幕式上，中国工程院院士、浙江大学微纳电子学院院长吴汉明教授指出：“后摩尔时代芯片性能提升速度放缓，对追赶者来说，一定是一个机会。”
集成电路产业链长是主要挑战
在半导体产业建设初期，半导体厂商以IDM为主，随着制造工艺进步和晶圆尺寸扩大，设计、制造芯片所需耗费资金日渐攀升。除了少数财力与实力并存的大型 IDM厂商能够继续扩张外，其它半导体厂商寸步难行。
为了提高竞争力，不少 IDM 拆分，最终形成了 Fabless 和 Foundry 等新模式出现，加上上游原材料和生产设备本就复杂多样，这些都加剧了集成电路产业链长度的问题。如果将集成电路产业链按照 IP、设计、装备材料 和 芯片制造四个领域进行分类，那么 IP 和 EDA 基本被美国垄断，而日本韩国在存储器及相关材料方面占有优势；而中国则在全球范围内稍有实力，但仍然依赖于海外提供关键设备和原料。
然而，这也意味着即便是再强大的芯片公司，也需要依托整个产业链上的伙伴才能正常运转。对于中国这样的国家来说，要改变这一局面，并打造一个完整且自主可控的地区性 半导體 生态圈，将是一项巨大的任务。
“近期美国政府做了相关评估，如果美国要打造本土完全自主可控 的 半导體生态圈，该成本可能达到9000亿至12000亿美元。”吴汉明说道。
虽然没有具体研究过这个数字，但从当前我国在全球半導體產業鏈中的份额來看，這筆資金將不會低於這個數字。
这些数据表明，即使是在全球化不可替代的情况下，为实现国产高端芯片产品研发和市场应用，还需要巨大的经济投入。这也是为什么许多专家认为，只有通过科技创新和政策支持，我们才能有效地应对这一挑战，并抓住后摩尔时代带来的发展机遇。
这其中最重要的是如何解决高端芯片制造工艺面临的一系列困难问题。在2021年的世界级别会议中，有专家提出了三个关键挑战：
精密图形：由于光刻波长远大于物理尺寸时，它们变得非常模糊，因此精确控制图形成为必要。
新材料：随着时间推移，由64种新的物质加入到制程中，以维持或超越目前水平。
良率提升：无论先进工艺如何改善，没有良率提升，是无法满足需求标准。
尽管存在这些障碍，但它们同样提供了一些潜在解决方案，比如硅-冯范式（Si-Fon）、类硅模式（Si-like）、3D封装/融合（3D ICs）以及基于状态变化逻辑运行等技术方向，如量子计算等。此外，还有一些国内企业已经开始尝试使用异构单芯片集成技术或直接键合异质封装等方法，他们正朝着更先进更加灵活、高效能节能型号迈进。因此，可以说，在这种情况下，对于追赶者而言这是一个绝佳时机，让我们可以采取行动并利用这些新的技术方向来加速我们的发展道路。
