5月14日，國(guó)家科技體制改革和創(chuàng)新體系建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組第十八次會(huì)議在北京召開(kāi)。會(huì)議討論了面向后摩爾時(shí)代的集成電路潛在顛覆性技術(shù)。

“后摩爾時(shí)代”是指集成電路產(chǎn)業(yè)的哪一階段？其對(duì)產(chǎn)業(yè)一直以來(lái)奉行的“摩爾定律”的顛覆，所帶來(lái)的新技術(shù)又有哪些？

摩爾定律先發(fā)優(yōu)勢(shì)或不再受用 后發(fā)者彎道超車機(jī)會(huì)已現(xiàn)

據(jù)了解，“摩爾定律”是IC行業(yè)所遵循的規(guī)律，指價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍，器件性能亦提升一倍。然而相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，近年來(lái)晶體管數(shù)目增加逐步放緩，半導(dǎo)體行業(yè)更新迭代速度減慢。

先進(jìn)工藝驅(qū)動(dòng)芯片持續(xù)微縮的同時(shí)也導(dǎo)致了所需成本指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)、開(kāi)發(fā)周期拉長(zhǎng)，從28nm推進(jìn)到5nm時(shí)成本已翻了十倍有余，開(kāi)發(fā)周期拉長(zhǎng)到18-36個(gè)月。且越來(lái)越高的集成度需要龐大的團(tuán)隊(duì)軟硬件無(wú)縫協(xié)同開(kāi)發(fā)，有可能進(jìn)一步拉低芯片良率，盈利風(fēng)險(xiǎn)愈發(fā)明顯。

從28nm推進(jìn)到20nm節(jié)點(diǎn)，單個(gè)晶體管成本不降反升，性能提升也逐漸趨緩，這標(biāo)志著后摩爾時(shí)代來(lái)臨。為此需要去尋找新的技術(shù)去支撐芯片繼續(xù)前進(jìn)，意味著摩爾定律形成的多年先發(fā)優(yōu)勢(shì)或不再受用，后發(fā)者若能提前識(shí)別并做出前瞻性布局，完全存在換道超車的可能性。

中國(guó)工程院院士、浙江大學(xué)杭州國(guó)際科創(chuàng)中心領(lǐng)域首席科學(xué)家吳漢明此前就曾指出，“后摩爾時(shí)代”來(lái)臨，中國(guó)IC產(chǎn)業(yè)面臨重大機(jī)遇。

吳漢明認(rèn)為，當(dāng)前中國(guó)IC產(chǎn)業(yè)面臨兩大壁壘。其一是政策壁壘，主要來(lái)自巴黎統(tǒng)籌委員會(huì)、瓦森納協(xié)議的困鎖，先進(jìn)工藝、裝備材料和設(shè)計(jì)、EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）軟件等產(chǎn)業(yè)鏈的三大環(huán)節(jié)被“卡脖子”。

其二則是產(chǎn)業(yè)新壁壘。產(chǎn)業(yè)上的難點(diǎn)主要體現(xiàn)在技術(shù)上，中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)必須盡快做強(qiáng)核心專利，甚至要有一些“進(jìn)攻性”的專利與其抗衡。

“顛覆性技術(shù)”有哪些？

天風(fēng)證券分析師潘暕4月18日?qǐng)?bào)告指出，超越摩爾定律在后摩爾時(shí)代迎來(lái)了高潮。而超越摩爾定律相關(guān)技術(shù)發(fā)展的基本點(diǎn)，一是發(fā)展不依賴于特征尺寸不斷微縮的特色工藝，以此擴(kuò)展集成電路芯片功能。二是將不同功能的芯片和元器件組裝在一起封裝，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)集成。

在此基礎(chǔ)上，潘暕認(rèn)為先進(jìn)封裝技術(shù)大有可為。其中，系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）代表半導(dǎo)體業(yè)的發(fā)展方向之一，相比SoC，SiP系統(tǒng)集成度高，但研發(fā)周期反而短，且能減少芯片的重復(fù)封裝，降低布局與排線難度，縮短研發(fā)周期。

同時(shí)采用芯片堆疊的3DSiP 封裝，能降低PCB板的使用量，節(jié)省內(nèi)部空間。

華金證券分析師胡慧3月3日?qǐng)?bào)告同樣認(rèn)為，先進(jìn)封裝是后摩爾時(shí)代的必然選擇，將會(huì)重新定義封裝在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中的地位，封裝環(huán)節(jié)對(duì)芯片性能的影響將會(huì)提高。

另?yè)?jù)Yole的數(shù)據(jù)，2019年全球先進(jìn)封裝市場(chǎng)規(guī)模為290億美元，預(yù)計(jì)到2025年達(dá)到420億美元，年均復(fù)合增速約6.6%，高于整體封裝市場(chǎng)4%的增速和傳統(tǒng)封裝市場(chǎng)1.9%的增速。

先進(jìn)封裝技術(shù)外，潘暕認(rèn)為，Chiplet（小芯片/芯片粒/裸芯片）模式同樣也有望帶來(lái)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)顛覆式改變。

后者將大尺寸的多核心的設(shè)計(jì)分散到較小的小芯片，更能滿足現(xiàn)今高效能運(yùn)算處理器的需求；而彈性的設(shè)計(jì)方式不僅提升靈活性，也能有更好的良率及節(jié)省成本優(yōu)勢(shì)，并減少芯片設(shè)計(jì)時(shí)程，加速芯片上市的時(shí)間。

潘暕認(rèn)為，如今芯片行業(yè)面臨百年未有之大變局，換道超車使用先進(jìn)封裝技術(shù)大有可為。建議關(guān)注國(guó)內(nèi)已在先進(jìn)封裝領(lǐng)域有長(zhǎng)足發(fā)展，核心技術(shù)與國(guó)際領(lǐng)先企業(yè)并跑，同時(shí)對(duì)未來(lái)有長(zhǎng)期戰(zhàn)略布局的龍頭封裝企業(yè)。