▶  本报记者  李洋

　　“即使芯片的难度和成本一直在增加，但趋缓的摩尔定律给追赶者带来机会。”在近日举行的世界半导体大会上，中国工程院院士、浙江大学微纳电子学院院长吴汉明如此表示。

　　进入后摩尔时代，芯片设计的技术演进、创新方向与时代机遇在哪里？在此次大会上，多位国内外芯片专家在剖析产业痛点的同时，分享了最新技术进展及行业观察。

　　行业结构优化

　　发展尚需进一步开放融通

　　2020年，我国集成电路产业规模达到8848亿元，“十三五”时期年均增速近20%，是全球同期增速的4倍。同时，我国集成电路产业在技术创新与市场化上取得了显著突破。

　　赛迪顾问副总裁李珂表示，我国集成电路产业结构持续优化。其一，“十三五”时期，我国集成电路的进口年均增速是8.8%，而出口为11%，说明集成电路贸易逆差在不断缩小，我国企业实力或产业实力不断增强；其二，2020年封装测试行业规模2509亿元，芯片制造行业规模2560亿元，这是我国芯片制造行业有史以来第一次超过封装测试行业。

　　李珂介绍，我国半导体产业起步时主要是作为全球加工基地，在土地、电力、人工成本的优势下，我国封测行业曾一度占到集成电路产业规模的70%，当时芯片制造和设计规模加起来不到30%。之后芯片设计大发展，份额不断提升，封装测试业有所下滑，“十三五”期间芯片制造行业年均增速23.2%。

　　“现在‘缺芯’是因为供给和需求的衔接出了问题。我国或全球苦恼的是拿不到产能，芯片短缺不是因为设计公司设计不出来，而是因为晶圆代工厂生产不出来。”李珂说。

　　当前，全球半导体产业进入重大调整期，集成电路产业的风险与机遇并存。工信部电子信息司司长乔跃山表示，在经济全球化的时代，开放融通是不可阻挡的历史趋势。目前，我国是全球主要的电子信息制造业的生产基地。未来，在5G、云计算、物联网、人工智能、智能网联汽车等新型应用的驱动下，我国集成电路市场需求仍将持续增长，其重要性也将进一步提升。

　　乔跃山建议，一是坚持营造良好的产业环境，落实好现有集成电路产业发展的政策，推动资源有效流动，资源高效配置，市场高度融合；二是坚持市场导向构建生态，充分发挥市场在资源配置中的决定作用，更好地发挥政府作用，以企业为主体，引导产业优化布局；三是继续推进产业链各环节的开放合作，进一步改善营商环境，为国内外企业开展合作创造更好的条件。

　　后摩尔时代

　　是追赶者的好时机

　　“集成电路产业面临的主要挑战是产业链太长、太宽，涉及材料、设计、制造、装备等多个领域。”吴汉明说，在我国集成电路产业链建设中，光刻机、检测等装备是需要攻关的方向，光刻胶、掩膜版、大硅片等材料依赖进口，芯片制造领域的中芯国际、华虹宏力等企业有所发展，但与国际先进水平相比仍有三代技术差距。

　　“后摩尔时代，芯片性能提升放缓，以至于业界都在寻找新的技术方向，以期进一步加速提升芯片性能。这对一直处于追赶状态的我国而言是好机会。”吴汉明说。

　　后摩尔时代，如何打破摩尔定律失效的魔咒？芯片行业创新发展将何去何从？中国科学院院士，上海交通大学党委常委、副校长毛军发认为，摩尔定律正面临严峻挑战，异质集成电路是超越摩尔定律的重要路线之一。

　　毛军发说，异质集成电路特色突出：一是实现强大的复杂功能，具有优异的综合性能，可突破单一半导体工艺的性能极限；二是灵活性大、可靠性高、研发周期短、成本低；三是小型化、轻质化；四是对半导体设备要求相对较低，不受EUV光刻机限制。“诸多优点决定了异质集成电路是电子系统集成技术发展的新途径，是后摩尔时代集成电路发展新方向，也将是我国集成电路变道超车新机遇。”

　　吴汉明认为，高性能计算、移动计算、自主感知是后摩尔时代三个主要驱动方向，业界需要围绕性能、功率、面积、成本进行创新。

　　吴汉明表示，如今芯片制造工艺正面临三大挑战，也蕴涵着三大创新方向。第一，基础挑战：精密图形。以光刻机为主要装备的工艺目前用193纳米波长形成20纳米、30纳米的图形，在物理原理上面临很大挑战。第二，核心挑战：新材料。芯片发展至今，仅靠尺寸缩小带来的性能提升非常有限，新材料成为其发展重要突破方向，如硅、铜等材料的应用能将32纳米的芯片性能提升70%。因此，新材料、新工艺是集成电路芯片制造的主旋律。第三，终级挑战：提升良率。工艺无论多么先进，良率如果太低就不算成功，因此提高良率也是重要方向。

　　AMD高级副总裁、大中华区总裁潘晓明则表示，芯片性能的提升不能仅依赖于制程进步，而是需要探讨更多其他方面的创新，以进一步提升芯片性能和算力。“随着半导体产业的演进，制程工艺的进步只是芯片性能提升的一部分因素，设计创新、架构优化、平台优化等都是提升芯片性能的有效方式。”