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，摩尔定律就此诞生。五十多年过去了，随着晶体管微缩逐渐逼近技术极限，关于摩尔定律的讨论进入新阶段。
发展放缓的后摩尔时代，一面是产业继续向前推进需要解决的技术挑战，另一面也为中国半导体的发展带来新机遇。本周三，在2021世界半导体大会暨南京国际半导体博览会的开幕式上，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，不少IDM拆分出现了Fabless、Foundry等新模式，加上上游原材料和生产设备本就复杂多样，现在已建起完整全球化不可替代的产业链。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，大部分领域被美国、日本和韩国垄断。
“集成电路产业面临的是很大的挑战——它太长、太宽。”吴汉明说。光刻机、大硅片等关键装备基本空白依赖进口，而中芯国际与华虹宏力虽然有所发展，但与国际先进水平相比，还存在三代差距。
如果一个国家要改变半导体产业链格局，在国内打造完整 半导體产业链，将耗费巨资，如美国政府评估需9000亿至12000亿美元用于完全自主可控生态圈建设。
后摩尔时代是追赶者的好机会
然而，这并不意味着我国应大力发展集成电路，只能跟随国际先进水平。我国曾经在50年代并非落后，也曾领先日本两年及美国六年，但到1996年已经落后日本20年，因此产能提升刻不容缓。
高端芯片制造工艺面临精密图形、三大挑战，其中包括基础精密图形核心挑战新材料以及终极良率提升。这些都是我国必须攻克的问题。
尽管如此，为追赶而努力仍然必要。“对于所有芯片企业而言，最艰难最头疼的是良率提升。”吴汉明补充道。但是，这也是一个好的机会，因为业界正在寻找新的技术方向加速提高性能。
许居衍院士提出的四类技术方向提供了新的希望：“硅-冯”范式正处于瓶颈；类硅模式延续了摩尔定律；3D封装、新兴类脑模式如存算一体热门；还有通过状态变化实现逻辑运行如自旋器件或量子计算等。这一切都为中国半導體發展帶來機會，“紫光國鑫SeDRAM直接鍵合異質集成技術”、“异构单芯片集成技術”都是实例。
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