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，这就是著名的摩尔定律。五十多年过去了，随着晶体管微缩逐渐逼近技术极限，现在我们进入了后摩尔时代。
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。”
集成电路产业链长是主要挑战
在半导体产业建设初期，以IDM为主，但随着制造工艺进步和晶圆尺寸扩大设计、制造芯片所需资金日渐攀升。为了提高竞争力，不少IDM拆分，如Fabless、Foundry等新模式出现，加上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。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，其IP和EDA基本被美国垄断，日本韩国在存储器、材料方面占优势，而中国仅有稍许实力。
不过，这也意味着就算再强大的芯片公司，也需要依托产业链上下游伙伴才能正产运转。
“集成电料面临的主要挑战是其长度太长太宽。”吴汉明说，“光刻机等装备需要攻关，大硅片等材料基本空白，与国际先进水平相比还有三代差距。”
虽然中国没有做过类似的调研，但从全球半导體产业链份额来看所需耗费金额将不亚于美国。
“如果一个国家要打造完全自主可控的半导體生态圈，将耗费9000亿至12000亿美元。”吴汉明说道。
三大挑战与机遇
高端芯片制造工艺面临精密图形、三种新材料以及良率提升这三大挑战。在精密图形方面，当波长远大于物理尺寸时，就会非常模糊；对于新材料而言，本世纪以来有64种陆续进入支撑摩尔定律往前发展；最后良率提升则是最艰难最头疼的问题。
然而，在这个放缓的情况下，对于追赶者而言，是一个好机会。Wu Hanming介绍了四类技术方向，其中包括硅-冯范式、新兴类硅模式、三D封装及存算一体以及通过改变状态运行逻辑如自旋器件或量子计算等这些新的技术方向都是中国半導體發展機會。“SeDRAM直接键合异质集成”是一個好的例子。”
