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莫大康:摩尔定律与半导体业的未来

来源:环亚新材料
撰文 | 莫年夜康 出品 | 求是缘半导体 迎候下载OFweek APP检查更多音讯 业界把摩尔规律奉为“圣典”,或许“指路明灯”,那是由于规律暗示着企业要义无反顾地去盯梢它,否则将出局。每两年一个工艺台阶的进步,由250纳米、180纳米、130纳米、一贯到45纳米、32纳米及22纳米与14纳米,现在台积电、三星等都宣称己初步10纳米的量产,来岁跨入7纳米。 然则现阶段半导体业的实践己经产生了改变,表明在两个方面: 一个是规律从尺度缩小技巧上越来越挨近物理的极限,许多人说年夜约还有十年的韶光,至2025年尊下,或许到5纳米,乃至3纳米,而从经济视点,由于出资巨大,导致只要少量fabless仍充满希望。 另一个弗成否定的实际,追逐或许盯梢规律仅是少量巨擘的意图,而绝年夜部分的企业己经对之掉去兴致,规律与它们的企业生计简直不存在任何的接洽。 有一个概念要非常明晰,规律仅仅在尺度缩小方面抵达结尾,而规律的寄义仍在赓续的延伸,包括其他两个方面,如异构集成及2.5D、3D 封装等(more than Moore),及后摩尔规律(beyond Moore)与硅光子通讯等。另一个是尺度缩小到头并不料味着半导体业阻滞生长,如finFET创造人胡正明教授所言,至此还找不到能代替硅的材料,半导体业生长还有100年”。 是以现阶段尺度缩小可否接连下去并不是一个症结问题,乃至与年夜部分的企业现已联系并不年夜。只要接连盯梢规律的少量几个巨擘,如台积电、三星、英特尔等它们在争夺”谁是抢先”,以及采纳EUV光刻后可能发生的影响。 所以尺度缩小的停止无关年夜局,应当关心的是将来半导体业若何健康地继续走下去。 规律停止家当接连 提到规律停止实际上不足周全,仅是之前家当的重要推进力,尺度缩小碰到了物理极限,而规律自己正赓续的拓宽,向更宽的规划延伸。 半导体之所以巨大,有两个方面反常凸起,一个是它的年夜分娩、批量产出,能知足各类电子产品的需求;另一个是产品的成天性灵敏下降。 例如一个原始硅片,12英寸,价钱约120美元,经由规划,制造,及封装,约500-800工艺步骤,加工周期40-60天,一个硅片的价值能进步到约3000美元。而一个芯片制造厂的月产能素日是40,000片至100,000片,乃至200,000片,是以说它好像”印钞机”一样,并不过分。 明显假设芯片分娩线一旦出现毛病,包括如停电、装备维修、工艺问题等,天天、乃至每个小时的损失也非常可不雅观观,所以说它好像”呑金兽”一样也适可而止。 全球半导体业的生长与生长仅50多年汗青,但是它的呈指数式进步让人们形象深化。电子产品的终端运用从PC、互联网、到现在的手机等。今朝智妙手机是人类有史以来,数目规模最年夜的单个电子产品。 将来5年估量智妙手机出货量会抵达85亿台,假设有好的运算算法或许人工智能的技巧在手机上落地会快速的完成交易报答。所以智妙手机仍是我们反常看好的终端渠道。 今日来看,机械人、人工智能(AI)等的遍及将逐步代替人类的许多作业,加上GooGle的“阿尔法狗”能下围棋胜过柯洁与李世石,让人慨叹它还能为人类作些什么? 即使从技巧视点,将来2.D、3D、TSV及SiP等前辈封装技巧的参与,让之前弗成幻想的异构集成,把CPU与存储器、逻辑IC、RF、乃至MEMS、Sensors等集成一体,既可节省规划本钱,又知足高带宽、小型化等恳求,能够预言将来智妙手机将集成语音、AI等成效。 据商场研讨公司 IDC 猜想,2020 年全球物联网联接数目将挨近 300 亿。物联网商场规模预期在 2020 年前将以每年 16.9% 的速度添加,全球物联网商场到 2020 年将添加至 1.7 万亿美元。明显,物联网将是一个反常巨大的商场,一起也成为了众多厂商的必争之地。 将来在VR、AR、无人驾驶轿车、人工智能、物联网、光子集成等新式家当的驱动下,半导体职业的生长是弗成估量,但面临的寻衅也是巨大的。 不过,寻衅等于时机,在这家当变革的年夜潮中若何能够或许在摩尔规律进步与商场需求中获得均衡,接连为用户创造更多的价值,为企业创造更多的收益,需要我国半导体职业卖力思虑的首要课题。
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