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中国半导体产业如何在创新求变

2021-08-18 来源:海南机械信息网

中国半导体产业如何在创新求变?

全球半导体产业处于迭代升级的关键期,新技术、新领域不断加速拓展,供需关系等关键因素进一步推动产业链重构,全球市场风险机遇并存。

文︱郭紫文

图︱现场拍摄

任何一个产业的发展都离不开创新,可以说创新是一切新技术的内核驱动力。依托于技术不断创新迭代,半导体行业逐渐成为应用渗透最强、行业影响最广的战略性、先导性产业。

6月9日至11日,2021世界半导体大会暨南京国际半导体博览会在南京国际博览中心举办。以“创新求变,同‘芯’共赢”为主题,共同探讨世界半导体产业的创新与合作、发展与共赢。

随着人工智能、5G、物联网等新兴技术不断融合发展,全球数字化转型加速,给半导体行业的发展上了发条。作为未来经济的支柱,半导体产业技术迎来一次又一次重大突破。

后摩尔时代的新方向

摩尔定律发展至今,已经到达了物理极限,芯片性能和功耗都已遭遇瓶颈。另一方面,技术手段和经济成本也是制约摩尔定律发展的原因。中国工程院院士、浙江大学微纳电子学院院长吴汉明表示,后摩尔时代下,半导体产业技术发展趋缓,创新空间和追赶机会也随之扩大,高性能计算、移动计算、自主感知成为芯片技术发展的驱动方向。为了提升芯片PPAC(性能、功率、面积、成本),芯片在制造工艺上将面临三大挑战。

第一是精密图形。以光刻机为主要装备的工艺,现今主要用波长193纳米形成20纳米、30纳米的图形,技术上具有很大难度。

第二是新材料。缩小尺寸带来的性能提升有限,需要寻求新的材料支撑日益增长的性能要求。新材料、新工艺是集成电路芯片制造的主旋律。

第三是提升良率。良率是检验工艺是否真正成熟的标准,也是芯片制造企业面临的最艰难的挑战。

据中国科学院院士、上海交通大学党委常委、副校长毛军发所言,半导体芯片未来的发展路线有两条,一是延续摩尔定律,二是绕道摩尔定律。绕道摩尔定律的途径很多,异构集成便是其中一种。

异构集成可以融合不同半导体材料、工艺、结构和元器件或芯片的优点,能够实现强大复杂的功能,具有优异的综合性能,突破了单一半导体工艺的性能极限,具有灵活性大、可靠性高、研发周期短等优点。毛军发表示,异构集成的研究意义显著,集成电路的发展从单一同质工艺转向多种异质工艺集成、从二维平面集成转向三维立体集成、从TOP-DOWN转到BOTTOM-UP。

中国半导体行业协会副理事长、长电科技董事兼首席执行长郑力表示,后摩尔时代,芯片的密度和集成度越来越复杂,先进封装已经不仅仅是“封”和“装”,而是走向了“集”和“连”。AMD、台积电、英特尔等国际巨头都在积极布局异构集成,发力半导体后道技术,实现芯片高度集成与高度互连。

中国半导体产业如何在创新求变

然而光有制造工艺和高密度的互连集成工艺还远远不够,必须在芯片前期规划和设计时,就把晶圆制造和后道成品制造联系起来,才能保证良率、提高性能。

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