吴汉明院士2022年芯片行情下后摩尔时代成追赶者的好机遇

在过去的五十多年里,戈登·摩尔提出的集成电路上可容纳晶体管数目每隔两年增加一倍的规律,即所谓的摩尔定律,指导了半导体行业的发展。然而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。这一时期,对于产业继续向前推进而言,是需要解决技术挑战的一方面,同时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上的开幕式上,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。”他强调,这一时期对于集成电路产业链长是主要挑战,而全球化不可替代。

吴汉明教授认为,集成电路产业面临的是一个庞大的产业链,其中包括IP、设计、装备材料和芯片制造等领域。虽然中国在芯片制造和封测方面有所实力,但依然存在材料和生产设备方面的问题。在光刻机、检测等装备以及光刻胶、掩膜版、大硅片等材料方面,中国仍然依赖进口,这导致与国际先进水平相比,有三代差距。

为了改变这一局面,在国内打造完整的半导体产业链将需要付出巨大努力。据美国政府评估,如果美国要打造本土完全自主可控的半导体生态圈,将需要耗费9000亿至12000亿美元,并可能导致相关产品价格上涨65%。同样地,对于中国而言,由于其在全球半导體产业链份额较小,因此所需耗费金额将不亚于美国。

除了这些基础性问题之外,高端芯片制造工艺还面临三个挑战:精密图形(当波长远大于物理尺寸时),新材料(64种新材料陆续进入芯片制造以支撑摩尔定律),以及良率提升(良率提升是最艰难最头疼的挑战)。这些都是后摩尔时代对追赶者的好机会,也是当前业界寻找新的技术方向进一步加速提升芯片性能的一个重要方向。

吴汉明教授介绍了许居衍院士曾经列举的四类技术方向,如“硅-冯”范式、“类硅模式”、“3D封装存算一体”以及通过改变状态来实现逻辑运行如自旋器件及量子计算等。他认为,这些新的技术方向都是中国半导體发展的大好机会,如国产异构单芯片集成技术和紫光国凯SeDRAM直接键合异质集成都显示出了积极效应。

总结来说,在2022年的背景下,后摩尔时代确实为那些想要追赶并超越的人提供了一定的机会,但同时也要求他们必须克服诸多困难,比如建立完整且强大的供应链,以及不断探索和创新,以找到提高性能并降低成本的手段。而正是在这样的背景下,我国科技人员与企业家们展现出不懈努力,为实现国家对信息通信基础设施安全保障能力目标而奋斗。

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