5月14日,國家科技體制改革和創新體系建設領導小組第18次會議在北京召開。會議討論了后摩爾時代集成電路的潛在破壞性技術。
“后摩爾時代”指的是集成電路行業的哪個階段?其顛覆摩爾定律所帶來的新技術有哪些,是業界一直追求的?
摩爾定律的先發優勢或不再使用后發者的彎道超車機會已經出現
據了解,“摩爾定律”是IC行業遵循的定律,即在價格不變的情況下,一個集成電路上可以容納的晶體管數量每18-24個月就會翻倍,器件性能也會翻倍。但相關數據顯示,近年來晶體管數量逐漸放緩,半導體行業更新的迭代速度有所放緩。
先進的技術驅動芯片不斷縮小,這也導致所需成本的指數級增長和開發周期的延長。成本從28nm到5nm增加了十幾倍,開發周期延長到18-36個月。而且集成度越來越高,需要龐大的團隊進行軟硬件無縫開發,可能會進一步降低芯片成品率,利潤風險更加明顯。
從28nm到20nm節點,單個晶體管成本不降反升,性能提升逐漸放緩,預示著后摩爾時代的到來。因此,需要尋找新的技術來支持芯片向前發展,這意味著摩爾定律多年的先發優勢可能不再使用。如果后來者能夠提前識別并做出前瞻性布局,就有變道超車的可能。
中國工程院院士、浙江大學杭州國際科技創新中心首席科學家吳漢明早些時候指出,隨著“后摩爾時代”的到來,中國集成電路產業面臨著巨大的機遇。
吳漢明認為,目前中國集成電路產業面臨兩大壁壘。首先是政策壁壘,主要來源于巴黎協調委員會和瓦森納協議的陷阱,產業鏈的三個環節,如先進技術、設備材料和設計、EDA(電子設計自動化)軟件“卡住”。
二是新的產業壁壘。工業上的困難主要體現在技術上。中國半導體行業必須盡快強化核心專利,甚至有一些“進攻性”專利與之競爭。
有哪些「顛覆性技術」?
TF證券分析師潘暢4月18日報道,超越摩爾定律迎來后摩爾時代的高潮。超越摩爾定律的技術發展的基本點是發展不依賴于特征尺寸不斷小型化的特征工藝,從而擴展集成電路芯片的功能。其次,將不同功能的芯片和元器件組裝封裝在一起,實現異構集成。
在此基礎上,潘昌認為先進的包裝技術大有可為。其中,系統級封裝(SiP)代表了半導體行業的發展方向之一。與SoC相比,SiP具有更高的系統集成度,但研發周期更短,可以減少芯片的重復封裝,降低布局布線難度,縮短研發周期。同時,使用芯片堆疊3DSiP封裝可以減少印刷電路板的使用,節省內部空間。
華金證券分析師胡慧3月3日報道,高級封裝是后摩爾時代的必然選擇,將重新定義封裝在半導體產業鏈中的地位,封裝對芯片性能的影響將得到改善。
根據Yole的數據,2019年全球高級包裝市場將達到290億美元,預計到2025年將達到420億美元,年均復合增長率約為6.6%,高于整體包裝市場4%的增長率和傳統包裝市場1.9%的增長率。
除了先進的封裝技術,潘昌認為,小芯片(小芯片/芯片/裸芯片)模式也有望帶來產業鏈的顛覆性變革。后者將大尺寸多核設計分散到更小的芯片中,可以更好地滿足當今高-
潘昌認為,芯片行業正面臨著近百年來前所未有的變革,用先進的封裝技術變道超車大有可為。建議關注在中國先進包裝領域取得長足進步的領先包裝企業,其核心技術與國際領先企業并駕齊驅,并具有長遠的未來戰略布局。