吴汉明院士:在摩尔定律放缓的时代,中国半导体产业有望借机赶超
1965年,戈登·摩尔提出了著名的摩尔定律,这一规律描述了集成电路上可容纳晶体管数目的增长速度。五十多年过去了,随着晶体管微缩技术逐渐接近极限,我们正处于后摩尔时代。这个时期虽然对芯片性能提升带来了挑战,但也为追赶者提供了新的机会。
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,对追赶者来说,一定是一个机会。”他强调,集成电路产业链的长度和宽度是主要挑战,而光刻机、检测等装备以及光刻胶、掩膜版、大硅片等材料的自主可控能力是关键。
为了改变全球半导体产业链格局,并建立完整的国内产业链所需投入巨大资金。在美国政府评估中,如果要打造完全自主可控的半导体生态圈,其成本可能达到9000亿至12000亿美元。同样地,对于中国而言,这样的投资需求将不亚于美国。
尽管如此,不应该误解这一点意味着我们就不能发展自己的集成电路行业。事实上,我国曾经在50年代并不落后日本和美国,只是在1996年之后才开始落后20年。这表明产能提升对于我国来说尤为重要。
后摩尔时代面临三大挑战:精密图形、核心新材料与终极良率提升。对于这些挑战,我们需要寻找新的技术方向来加速芯片性能提升。本世纪以来已有64种新材料被应用到芯片制造中,这些新材料和工艺是支持我们继续发展的关键。
吴汉明提到许居衍院士曾列举四类技术方向,其中包括“硅-冯”范式、新兴类硅模式、3D封装存算一体及其他如自旋器件或量子计算等异构范式。这些建议都为中国半导體行业发展提供了可能性,如“芯盟科技”的异构单芯片集成技术和紫光国芯SeDRAM直接键合异质集成都是成功案例。
总之,在当前快速变化的情况下,我们应当积极探索并实现这些新技术,以便更好地适应未来市场需求,并在全球化不可替代背景下,为自身发展争取更多空间。