在过去的五十多年里，戈登·摩尔提出了著名的摩尔定律，这一规律指出计算机存储器晶体管数目每隔两年就会增加一倍。然而随着技术的进步，我们正处于一个发展放缓的后摩尔时代。在这个时期，虽然产业继续向前推进，但需要解决的问题也越来越多。
作为中国工程院院士、浙江大学微纳电子学院院长的吴汉明教授，在2021世界半导体大会暨南京国际半导体博览会上指出：“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。”他强调了集成电路产业链长是主要挑战，并且全球化不可替代。
吴汉明进一步分析了高端芯片制造工艺面临的三大挑战：精密图形、核心挑战新材料和终极挑战提升良率。他认为，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，这是精密图形的一个大的问题。
当我们解决了这些基础上的问题，就要面临新材料和新工艺带来的新的挑战。“本世纪以来有64种新材料陆续进入芯片制造，支撑摩尔定律往前发展，芯片性能提升主要依赖于新材料和新工艺。”对于所有芯片企业而言，加快良率提升也是一个至关重要的话题，不论先进工艺做得多好，如果良率不上去，那这也不能被视为成功。
与此同时，由于后摩尔时代中芯片性能提升放缓，以至于业界都在寻找新的技术方向进一步加速提升芯片性能，这对那些一直处于追赶状态如中国这样的国家而言，是一个很好的机会。许居衍院士曾经列举过四类技术方向，即硅-冯范式、新兴类硅模式、3D封装、存算一体等类脑模式以及通过改变状态实现逻辑运行的一些范式，如自旋器件或量子计算等。这些建立在这些新的技术方向之上的研发工作，也正成为中国半导体产业发展的一个重要组成部分。例如，“异构单芯片集成技术”、“直接键合异质集成”等创新方案，都显示出了国产半导体行业正在逐渐走向更加独立自主的地位。
