后摩尔时代来临 集成电路还有哪些“潜在颠覆性技术”？

5月14日，国家科技*改革和创新体系建设领导小组第十八次会议在北京召开。会议讨论了面向后摩尔时代的集成电路潜在颠覆性技术。

“后摩尔时代”是指集成电路产业的哪一阶段？其对产业一直以来奉行的“摩尔定律”的颠覆，所带来的新技术又有哪些？

摩尔定律先发优势或不再受用 后发者弯道超车机会已现

据了解，“摩尔定律”是ic行业所遵循的规律，指价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目每隔18-24个月便会增加一倍，器件性能亦提升一倍。然而相关数据显示，近年来晶体管数目增加逐步放缓，半导体行业更新迭代速度减慢。

先进工艺驱动芯片持续微缩的同时也导致了所需成本指数级增长、开发周期拉长，从28nm推进到5nm时成本已翻了十倍有余，开发周期拉长到18-36个月。且越来越高的集成度需要庞大的团队软硬件无缝协同开发，有可能进一步拉低芯片良率，盈利风险愈发明显。

从28nm推进到20nm节点，单个晶体管成本不降反升，性能提升也逐渐趋缓，这标志着后摩尔时代来临。为此需要去寻找新的技术去支撑芯片继续前进，意味着摩尔定律形成的多年先发优势或不再受用，后发者若能提前识别并做出前瞻性布局，完全存在换道超车的可能性。

中国工程院院士、浙江大学杭州国际科创中心领域首席科学家吴汉明此前就曾指出，“后摩尔时代”来临，中国ic产业面临重大机遇。

吴汉明认为，当前中国ic产业面临两大壁垒。其一是政策壁垒，主要来自巴黎统筹委员会、瓦森纳协议的困锁，先进工艺、装备材料和设计、eda（电子设计自动化）软件等产业链的三大环节被“卡脖子”。

其二则是产业新壁垒。产业上的难点主要体现在技术上，中国半导体行业必须尽快做强核心专利，甚至要有一些“进攻性”的专利与其抗衡。

“颠覆性技术”有哪些？

天风证券分析师潘暕4月18日报告指出，超越摩尔定律在后摩尔时代迎来了高潮。而超越摩尔定律相关技术发展的基本点，一是发展不依赖于特征尺寸不断微缩的特色工艺，以此扩展集成电路芯片功能。二是将不同功能的芯片和元器件组装在一起封装，实现异构集成。

在此基础上，潘暕认为先进封装技术大有可为。其中，系统级封装（sip）代表半导体业的发展方向之一，相比soc，sip系统集成度高，但研发周期反而短，且能减少芯片的重复封装，降低布局与排线难度，缩短研发周期。

同时采用芯片堆叠的3dsip 封装，能降低pcb板的使用量，节省内部空间。

华金证券分析师胡慧3月3日报告同样认为，先进封装是后摩尔时代的必然选择，将会重新定义封装在半导体产业链中的地位，封装环节对芯片性能的影响将会提高。

另据yole的数据，2019年全球先进封装市场规模为290亿美元，预计到2025年达到420亿美元，年均复合增速约6.6%，高于整体封装市场4%的增速和传统封装市场1.9%的增速。

先进封装技术外，潘暕认为，chiplet（小芯片/芯片粒/裸芯片）模式同样也有望带来产业链环节颠覆式改变。

后者将大尺寸的多核心的设计分散到较小的小芯片，更能满足现今高效能运算处理器的需求；而弹性的设计方式不仅提升灵活性，也能有更好的良率及节省成本优势，并减少芯片设计时程，加速芯片上市的时间。

潘暕认为，如今芯片行业面临百年未有之大变局，换道超车使用先进封装技术大有可为。建议关注国内已在先进封装领域有长足发展，核心技术与国际领先企业并跑，同时对未来有长期战略布局的龙头封装企业。

- the end -