吴汉明院士UWB芯片时代让追赶者拥有新机遇

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,全球化不可替代

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。为了提高竞争力,不少IDM拆分,垂直细分的Fabless、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。

“集成电路产业面临的主要挑战是产业链太长、太宽。”吴汉明说道。吴汉明同时指出,我们需要攻关光刻机、检测等装备,以及光刻胶、掩膜版、大硅片等材料,这些都是目前我国依赖进口的关键技术领域。

如果一个国家要改变半导体产业链的全球格局,在国内打造完整的半导体产业链,将需要付出巨大的代价。“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体生态圈,需要耗费9000亿至12000亿美元。”吴汉明说道。

虽然中国没有做过类似的调研,但就我们在全球半導體產業鏈份額來看,這所需耗費金額將不亞於美國。

行业链之庞大是我们发展 半導體產業面临的一项重要挑战,这也决定了 半導體行業全球化不可替代。

芯片制造工艺面临三大挑战, 后摩尔时代是追赶者的好机会

后摩尔时代为我们的发展带来挑战与机遇。Wu Hanming总结了高端芯片制造工艺面临的三大挑战:基础图形精密度要求极高;核心问题是新材料与新工艺;终极目标则是在良率提升方面取得突破。

对于所有芯片企业而言良率提升是最艰难最头疼的问题,不论先进工艺做得多好,如果良率不够,那这也是不能被视为成功。而且后摩尔时代对各个国家来说都是一种新的开始,有助于他们寻找新的技术方向进一步加速提升芯片性能。这对于一直处于追赶状态的大陆而言,是一条好的道路。

Wu Hanming介绍了许居衍曾经列举过四类技术方向:

硅-冯范式,即硅基逻辑与存储器融合,是当前主流,但正遭遇到功效与速度提升瓶颈;

新兴技术中的类硅模式,是延续摩尔定律的一个主要途径;

3D封装及存算一致,如脑计算等,则成为未来热门趋势;

另外,还有通过改变状态实现逻辑运行如自旋器件或量子计算等尚未成熟但充满潜力的范式。

这些新的技术方向,为我们的发展提供了宝贵机会,“例如Chip Alliance异构单chip集成技巧以及紫光国创SeDRAM直接键合异质集成都是不错例证”,Wu Hanming提到了这些实践案例。

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