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，这就是摩尔定律。五十多年过去了，我们正处于讨论摩尔定律未来趋势的时期。
随着晶体管微缩逐渐逼近技术极限，我们进入了发展放缓的后摩尔时代。这一阶段不仅面临产业继续向前推进所需解决的技术挑战，也为中国半导体产业带来了新的机遇。在2021世界半导体大会暨南京国际半导体博览会开幕式上，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，大部分厂商以IDM为主，但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，将设计与制造分离出现了Fabless和Foundry等新模式，加上上游原材料和生产设备本就复杂多样，我们建起了一条完整的全球产业链。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，你会发现IP和EDA基本被美国垄断，而日本韩国则在存储器及材料方面占有优势；而中国虽在芯片制造和封测方面有一定的实力，但仍然存在依赖于外部伙伴的情形。
“集成电料行业面临的是一个庞大的产业链问题。”吴汉明说，“光刻机、检测等装备是我们需要攻关方向，而光刻胶、掩膜版、大硅片等材料基本空白，全凭进口。”尽管中芯国际和华虹宏力等企业取得了一定的发展，但与国际先进水平相比，还有三代差距。
要改变这一局面，在国内打造完整的半导体产业链，将需要付出巨大的代价。“如果美国要打造本土完全自主可控的半导体生态圈，将花费9000亿至12000亿美元，最终产品价格将涨至65%。”吴汉明指出了这一点。
虽然我国没有做过类似的调研，但从我国在全球半导體產業鏈份额来看所需耗費金额將不亞於美國。
这些都决定了我们的发展必须走全方位开放的大道，同时也意味着我们不能忽视自身独立创新能力的一贯强调。
后摩尔时代对中国 半導體發展帶來挑戰與機遇
然而，并不是认为全球化不可替代，就应该错误地认为我们必须大力发展集成电路，以努力追赶国际先进水平。事实上，我国曾经50年代并不落后，即使到1996年，我国已经落后日本20年，那时候产能提升刻不容缓。
作为一个国家或地区，要改变这种状态，在国内打造完整的半导體產業鏈，其成本将不会低于美国。而这对于我国来说，无疑是一个难题也是一个机遇，因为它提醒我们必须更加注重基础研究，为未来的高端科技创新奠定坚实基础。
那么，这种情况下如何应对呢？首先是解决高端芯片制造工艺面临的问题，其中包括精密图形、新材料以及良率提升三大挑战。当下主要先进工艺都是用193nm波长曝光出20-30nm图形，当波长远大于物理尺寸时，这就是精密图形面的挑战。而当光刻工艺解决以后，就要面临新材料和新工艺的问题。由于本世纪以来已有64种新材料陆续进入市场，每一次新的发现，都支持了迄今为止的人类科技变革，让我们的手机更快，更小，更省能。但同时，由此也引发更多复杂性的问题，如如何有效利用这些资源，以及如何让它们能够结合起来，以满足不断增长需求？
对于所有想要成为领跑者的公司而言，最艰难最头疼的事情，就是良率提升。这一点无论你拥有怎样的先进工艺，如果良率无法得到提高，那么这并不算成功。
不过，与此同时，这也是一个好机会，因为它鼓励人们去寻找新的路径来加速性能提升。在这个过程中，有许居衍院士提出过四类技术方向：硅-冯范式（当前主流），但其正遭受功耗与速度瓶颈；新的“类硅”范式延续着迄今为止的人类科技变革；3D封装与存算一致性（如脑模式）则是在当前热门领域；最后还有通过改变状态实现逻辑运行方式，如自旋器件或量子计算之类的事物——这是未来可能出现的一些重要趋势，它们都是给予追赶者的希望。而且一些国产企业正在尝试这些技术，比如“异构单芯片集成”、“直接键合异质集合”，这样的尝试值得期待。
因此，无论从哪个角度看待这个问题，只要我们愿意投入智慧力量去探索，不断创新，可以相信自己的脚步最终一定会超越现有的边界。此外，无论何时何地，只要心怀梦想，不忘初心，就必将迎接属于自己的那抹曙光。在这个充满希望又充满挑战的大环境里，每个人都可以成为自己生活故事中的英雄。
