吴汉明院士:后摩尔时代,芯片利好最新消息成追赶者福音
在2021年世界半导体大会暨南京国际半导体博览会上,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
集成电路产业链的长度和宽度成为主要挑战。吴汉明提到:“林林总总数量庞大。”中国目前依赖进口光刻胶、掩膜版、大硅片等材料,而制造方面虽然有中芯国际、华虹宏力,但与国际先进水平相比仍有三代差距。
为了改变这一局面,需要付出巨大的代价。美国政府评估,如果要打造本土完全自主可控的半导体生态圈,将耗费9000亿至12000亿美元,并导致相关产品价格上涨65%。
产业链之庞大决定了半导体行业全球化不可替代。
芯片制造工艺面临三大挑战
后摩尔时代为中国半导体的发展带来挑战与机遇。吴汉明总结了高端芯片制造工艺面临的三大挑战:精密图形、核心新材料和终极良率提升。
当下主要先进工艺都是用193nm波长的光源曝光出20-30nm的图形,当波长远大于物理尺寸时,物理尺寸就会非常模糊,这是精密图形的挑战。
随着新材料和新工艺不断进入市场,如64种新材料,本世纪以来支持摩尔定律往前发展,但良率提升依然是最艰难最头疼的问题,不论先进工艺如何做得好,没有良率上升,就不能算成功。
而后摩尔时代,为寻找新的技术方向进一步加速提升芯片性能提供了机会。这对多年以来一直处于追赶状态的我国而言,是一个好机会。
吴汉明介绍了许居衍院士曾经列举四类技术方向:“硅-冯”范式正面临功耗与速度提升瓶颈;类硅模式延续摩尔定律;3D封装、存算一体等类脑模式是当前热门技术方向;另外还有通过改变状态来实现逻辑运行如自旋器件、量子计算等。
这些新的技术方向,也就是中国半导体发展的大机遇。“紫光国鑫SeDRAM直接键合异质集成”、“异构单芯片集成技术”都是不错例证。