摩爾定律之后，帶領(lǐng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向前的新動力還有哪些？

因為美國禁令等因素的驅(qū)動，國內(nèi)對于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新、國產(chǎn)替代等問題就尤為關(guān)注。而在今年，一場席卷全球的疫情下，“IC產(chǎn)業(yè)會受到怎樣的影響”也成為產(chǎn)業(yè)內(nèi)較為關(guān)注的一個話題。

就在今日于南京舉辦的2020世界半導(dǎo)體大會上，來自業(yè)內(nèi)的諸多半導(dǎo)體引領(lǐng)人士為這些問題做出了解答。

中國半導(dǎo)體疫情下逆增長，未來寄望資本與技術(shù)雙輪驅(qū)動

今年年初，一場突如其來的疫情席卷全球，近乎給所有產(chǎn)業(yè)都蒙上了一層陰影。這之中，站在產(chǎn)業(yè)角度，因為對供應(yīng)鏈穩(wěn)定性等方面的擔(dān)憂，半導(dǎo)體的走向也得到了產(chǎn)業(yè)內(nèi)的極大關(guān)注。

過去幾個月，針對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的狀況，有不少數(shù)據(jù)分析機構(gòu)給出了悲觀的預(yù)測。譬如IDC預(yù)測2020年全球智能手機市場將下降11.9%，Canalys預(yù)測2020年全球PC出貨量將下降7%，出貨量下降，也就意味著半導(dǎo)體出貨量也將有所減少。

另外，Gartner也預(yù)測稱，2020年全球半導(dǎo)體收入將下降0.9%，遠低于上一季度所預(yù)測的增長12.5%。麥肯錫也做出預(yù)測，稱全球半導(dǎo)體少則萎縮5%，多則下降15%。

“全球半導(dǎo)體市場面臨不確定性挑戰(zhàn)。”在大會現(xiàn)場，中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會副理事長、原清華大學(xué)微電子所所長魏少軍也承認(rèn)到。

圖 | 中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會副理事長、原清華大學(xué)微電子所所長魏少軍

反轉(zhuǎn)的是，雖然不確定性依然存在，在機構(gòu)并不看好的前提下，2020年全球半導(dǎo)體在上半年實現(xiàn)了同比增長4.52%，銷售額達到了2085億美元。尤為值得注意的是，上半年全球半導(dǎo)體的增長100%由中國市場貢獻。中國已經(jīng)成為全球最大的半導(dǎo)體市場。

與此同時就在現(xiàn)場，針對當(dāng)前國家環(huán)境以及疫情等嚴(yán)峻因素影響下的國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，魏少軍也對當(dāng)前部分媒體的極端看好/不看好表達了一絲絲不認(rèn)同。

眾所周知，“全球最大芯片進口國”，這是中國貼在身上的標(biāo)簽。在這一前提下，“國產(chǎn)替代”的話題不斷被提起，尤其是在當(dāng)前中美矛盾等嚴(yán)峻前提下。過去多年來，國家方面也印發(fā)了多個文件，以引導(dǎo)國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的自主研發(fā)。多年來取得的成果如何？

對于當(dāng)前國內(nèi)半導(dǎo)體的發(fā)展現(xiàn)狀，魏少軍在現(xiàn)場表示，中低端芯片側(cè)，從進口集成電路價值的增長來看，國內(nèi)半導(dǎo)體的替代能力正持續(xù)提升；高端芯片側(cè)，則尚未擺脫對進口的依賴，不過在性能等方面，國內(nèi)自主設(shè)計高端芯片與國際主流產(chǎn)品的差距也正逐步縮小，“國產(chǎn)嵌入式CPU與國際先進水平的差距快速縮小，目前已經(jīng)進入同臺競技的階段。”只不過，國內(nèi)半導(dǎo)體依舊不能絲毫放松。

在演講的最后，魏少軍拋出了一個問題：為什么美國能在半導(dǎo)體領(lǐng)域長期位居領(lǐng)袖地位？他的答案是高投入——技術(shù)領(lǐng)先地位使美國公司建立了創(chuàng)新的良性循環(huán)：大規(guī)模研發(fā)帶來卓越的技術(shù)和產(chǎn)品，繼而帶來了更高的市場份額和更高的利潤率，從而能夠更多地投入研發(fā)。

相比之下，“資本與技術(shù)之間驅(qū)動不平衡”則是阻礙國內(nèi)半導(dǎo)體發(fā)展的一大不利因素。魏少軍在接受采訪時表示，部分投資主體，主要是一些基金目光比較短淺，追求短期利益，而這種做法長期來看對集成電路而言是不利的。“對集成電路的投資應(yīng)該是持續(xù)的、長期的、高強度的，不應(yīng)追求短期利益。”

摩爾定律漸趨失效，中國還有哪些機會？

提及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，“摩爾定律”永遠是一個避不開的話題。

當(dāng)前在半導(dǎo)體工藝制程上，臺積電是其中翹楚。在今天上午的演講環(huán)節(jié)中，臺積電（南京）有限公司總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球向到場觀眾展示了公司目前的進展以及未來的部分規(guī)劃，包括5nm已經(jīng)進入量產(chǎn)階段、3nm將于2022年進入量產(chǎn)階段等等。

圖 | 臺積電（南京）有限公司總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球

可以看到，就研發(fā)階段，臺積電方面已經(jīng)在攻克3nm、2nm、1nm等先進制程。對于其中涉及的摩爾定律問題，羅鎮(zhèn)球明確表示目前還沒有太大問題。與此同時，他也提出，先進封裝是推動摩爾定律持續(xù)演進的主要助力。

具體怎么說？羅鎮(zhèn)球說到，臺積電在這方面將3D封裝分成前段3D封裝和后段3D封裝。前段3D封裝采用SoIC技術(shù)，包括CoW（Chip on Wafer）封裝方式和WoW（Wafer on Wafer）的封裝方式進行；后段3D封裝采用InFO（Integrated FanOut）封裝和CoWoS（ChiponWaferonSubstrate）封裝技術(shù)，將不同功能的芯片整合到一個系統(tǒng)級的產(chǎn)品當(dāng)中。“這是非常有效而且成本更低的方式。”

就在下午SEMI全球副總裁、中國區(qū)總裁居龍的演講中，他也提到了這一點：當(dāng)摩爾定律不能夠繼續(xù)帶動產(chǎn)業(yè)向前，諸如3D封裝等將成為新的創(chuàng)新動力。

在他看來，摩爾定律已經(jīng)成為“富人俱樂部”的物品，很多人已經(jīng)玩不起，因此需要在線寬等之外繼續(xù)尋求突破，這是關(guān)鍵，也是中國的機會。

他表示，3D封裝能夠做到縮小面積的同時，在性能、功率等方面做到很大提升，這是新的趨勢，且已經(jīng)有不少高端芯片走上了這條率，包括AMD、特斯拉等等。只不過，走這條路需要付出的成本是比較高的，“于國內(nèi)發(fā)展而言，這也是必行之路。”

除了先進的封裝工藝，居龍還提出了另一個創(chuàng)新動力，即“異構(gòu)集成線路圖（HIR）”。居龍指出，在未來數(shù)十年，HIR將會為整個微電子集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勾畫新方向。“在這方向上，已經(jīng)有很多機構(gòu)在參與研發(fā)，標(biāo)準(zhǔn)的制定也已經(jīng)差不多，依照這個路線繼續(xù)研制下去，基本上不會相差太遠。”

針對這一點，居龍也在現(xiàn)場表示，他以及SEMI（國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會）希望能夠把中國企業(yè)拉進來，一同研究HIR，“當(dāng)你對線路圖了解的時候，就掌握了將來技術(shù)的發(fā)展方向。”

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