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,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,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,半导体产业发展至今已建起完整的全球产业链。
不过,这也意味着目前就算是再强大的芯片公司,也需要依托产业链上下游的伙伴才能正产运转。中国芯片公司亦是如此。“集成电路产业面临的主要挑战是产业链太长、太宽。”吴汉明在2021世界半导体大会上说道。
如果一个国家和地区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,需要付出多大的代价?“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,但就中国在全球半導體產業鏈中的份額來看,我們所需耗費金額將不亞於美國。这也决定了半導體行业全球化不可替代。
然而,这并不意味着我国发展大力发展集成电路产业,而应该根据自身实际情况制定合理策略。“后摩尔时代为中国半導體的發展帶來挑戰與機遇。”吴汉明总结了高端芯片制造工艺面临的一些问题,如精密图形、核心挑战新材料和终极挑战提升良率。
当光刻工艺解决以后,就要面临新材料和新工艺的问题。而且,与此同时,为应对这些问题,我们还可以寻求新的技术方向进一步加速提升芯片性能,这对我们而言是一个很好的机会。例如,“硅-冯”范式正面临功耗与速度提升瓶颈;3D封装、存算一体等类脑模式也是当前热门,是未来前景技术方向;另外还有通过改变状态来实现逻辑运行的新兴范式,如自旋器件或量子计算等。
这些新的技术方向,都都是我们开发机遇。“紫光国芯SeDRAM直接键合异质集成都是不错的一个例子。”吴汉明说道。