隨著摩爾定律的失效，半導體行業進入了“后摩爾時代”，給半導體行業帶來新的機遇與挑戰。在2022廣東省半導體產業技術峰會上，俄羅斯工程院外籍院士、廣東省科學院半導體研究所學科帶頭人教授級高級工程師莊巍詳細介紹了后摩爾時代集成電路的發展趨勢。
俄羅斯工程院外籍院士、廣東省科學院半導體研究所學科帶頭人、
教授級高級工程師莊巍
莊巍院士介紹，處理器上的晶體管數每18個月增加一倍，每十年晶體管數提高100倍。據統計，在55納米和40納米之間，采用先進的工藝，每個晶體管成本是可以大幅度降低的。但是到了20納米以后，到14納米，采用這些成熟工藝，晶體管的成本并沒有顯著降低。10納米以下，縮小線條帶來的經濟效益并不明顯。同時，也會出現物理極限，到5納米之后相當于20個原子，就出現了量子力學效應，當芯片在5納米的范圍，隨之而來會產生電子隧道效應，與此同時，設計費用高達2億美元，很多企業無法負擔。
進入后摩爾時代，企業如何應對？莊巍院士認為，首先在芯片設計上，把AI引入EDA，讓EDA工具具備AI能力，使得芯片效能可進一步提高。另外還有系統協同，芯片與芯片之間協同，提高芯片的效應。新型架構上，模擬計算、存算一體，讓芯片功能越來越強，這是應對后摩爾時代的一些措施。
另外，他也認為，芯片制造有幾個方向：一是FET系列，20納米以下，將平面工藝做成立體，做成FinFET及FET。20納米以后，除了Fin FET技術方向以外，還有FD-SOI技術，FD-SOI有很好的路徑，在低功耗、高頻方面有顯著的效果。換句話說，用14納米的FD-SOI工藝可以實現用40納米做7納米的性能。新型結構的存儲器也可以大幅度減小面積，讓摩爾定律繼續生效，如AMD提出Chipets工藝技術，再整合在一起，同時跟異構集成相結合，也是一個立體堆疊的路線。
另外，有沒有別的材料能夠代替硅做半導體的器件，目前有新的探索，如，TMD過渡金屬的硫族化合物，也能形成二維結構表現半導體性能，可以用在半導體器件上。還有碳納米管，目前北大的一些院士已經開發可使用的碳納米管工藝，并可以跟硅工藝兼容，現階段已經有一些產業化的成果了。莊巍院士認為，這些新材料體應用還需要一定的時間。
摩爾定律運用了50年，它不是科學規律，它是產業規律，是所有半導體業界工程師們卓有成效的一種努力，是大家智慧和努力的結晶，所以產業界還是希望摩爾定律能夠繼續延續，以更小、更省電、更大帶寬、更低延時的特點驅動它往前發展。
產業的新機遇在哪里，制造業產業機遇在哪里？莊巍院士表示，廣東省和大灣區主要短板環節是半導體制造環節，所以廣東省在制定半導體產業政策也提出補短板。從另外的角度看，2020年中國集成電路設計業產值3819.4億元，制造業產值1475億。這意味著相差的2000多億都是海外代工，由于芯片設計公司是全球代工的，海外代工這部分就是中國半導體制造業的市場空間，現在產能翻兩番才能滿足需求。他還認為，面對國際嚴峻的形勢，特別是美國逆全球化的科技貿易戰，中國很有可能回到50年前自力更生的狀態，建立自己的經濟內循環體系。
莊巍院士還認為，中國半導體制造前景廣闊，現在正好處于產業升級的時機，隨著人口紅利的減少，人工成本的增加必須要進行產業升級，而廣東省就具備廣闊的市場和足夠的人力資源，只要抓住機會，就可以實現產業的轉型升級。
另外莊巍院士也認為，“摩爾定律一旦失效，反而給中國的制造業提供了機會，頭部企業暴利期逐漸消失，中國企業家總有一天會后來居上。摩爾定律失效的那一天，我覺得就是中國春天到來了，半導體、集成電路行業還是會被中國企業占領。”
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