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世界半导体大会在宁开幕 “芯”变局中蕴藏着追赶机遇

  “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。”昨天,2021世界半导体大会在南京举行。中国工程院院士、浙江大学微纳电子学院院长吴汉明作出以上判断。

  过往半个多世纪,半导体产业一直遵循着摩尔定律(集成电路上可容纳的晶体管数目大约每隔18个月会增加一倍)的轨迹高速发展,如今半导体制程节点正在向3纳米甚至更小的节点演进,单纯靠提升工艺来提升芯片性能的方法已经无法充分满足时代需求,半导体行业逐步进入了后摩尔时代。

  几十年来,中国在集成电路领域一直处于追赶地位,进入后摩尔时代,芯片产业发展速度将趋缓,但创新空间和追赶机会变大。

  我国芯片制造发展迅猛

  工业和信息化部电子信息司司长乔跃山介绍,2020年,我国集成电路产业规模达到8848亿元,“十三五”期间年均增速近20%,为全球同期增速的4倍。

  去年,国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》,为集成电路产业发展注入强大动能。2020年,中国集成电路市场快速复苏,销售额突破1633.97亿元,逆势增长8.26%。

  值得关注的是,去年中国芯片制造业规模达到2560.1亿元,有史以来首次超过封装测试行业,成为芯片产业第二大门类,这是集成电路产业发展的标志性事件。这与“十三五”期间,我国在投入和产能规模上的提升有很大关联,正是芯片制造业的快速发展,有力支撑了整个芯片产业的发展。

  乔跃山表示,全球集成电路产业的发展离不开中国的参与,中国从市场、资金、技术、人才等多个层面深化国际合作,推进产业链上下游开放协同发展,已成为全球产业生态不可或缺的组成部分。

  江苏是集成电路产业大省,2020年集成电路产品产量同比增长22.3%,达836.5亿元,总产值超过2000亿元。

  赛迪顾问股份有限公司副总裁李珂分析,从动态数据来看,中国的集成电路产业在向健康可持续的方向发展。“十三五”期间,中国集成电路进口额年复合增长率8%,出口额年复合增长率11%,贸易逆差在不断缩小,侧面印证了国内企业、产业实力在不断增强。

  后摩尔时代走向技术颠覆

  吴汉明表示,回望去年集成电路的产品情况,可以看到,在10纳米节点以下的先进产能只占17%,而83%是相对成熟的技术节点,这部分的创新空间份额应该高度重视。也就是说,前沿技术要高度重视,但是成熟工艺上的发展空间也很大。

  吴汉明举例,国内有一家新兴公司用40纳米的工艺通过异构集成达到的性能可以和16纳米产品相媲美,“通过比较成熟的工艺做出比较先进的系统,这代表未来的技术延伸、技术发展在后摩尔时代是重要方向。”

  异构集成是具有颠覆性的典型发展技术,也是此次大会上专家口中的“高频词汇”。

  追赶的机会究竟在哪儿?中国科学院院士,上海交通大学党委常委、副校长毛军发表示,现在有两条主要发展路线:一是延续摩尔定律,二是绕道摩尔定律。而绕道摩尔定律有很多途径,途径之一就是异质集成电路。

  毛军发介绍,半导体异质集成电路是将不同工艺节点的化合物半导体高性能器件或芯片、硅基低成本高集成器件成芯片,与无源元件或天线,通过异质键合成或外研生长等方式集成而实现的集成电路或系统。其优点是灵活性大、可靠性高、研发周期短、不受EUV光刻机限制等,正因如此,它才能成为绕道摩尔定律的重要路线之一。

  值得一提的是,已有苏企在异构集成有所突破。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介绍,这一年,长电科技做了重大决定,在异构集成的国际赛道上推出了注册商标叫XDFOI的全系列解决方案,整合核心技术灵活实现异构集成,从而在技术赛道上换挡提速。

  “芯片之城”在奔跑

  “未来的变化是产业‘赛道’可能会变,新材料和新架构的颠覆性技术将成为后摩尔时代集成电路产业的主要选择。”李珂说,中国作为全球最大的市场,新产业、新业态蓬勃发展,最适合所谓超越摩尔定律的应用,也就是用应用引领技术升级。

  南京在2019年提出要打造集成电路产业地标,近几年集成电路产业发展势头迅猛。去年,南京集成电路主营业务增幅达37.9%,其中,集成电路设计业增长123.1%,居全国主要城市第二位。

  再看南京集成电路产业发展的核心区江北新区,聚焦建设“芯片之城”短短4年,这里集聚了集成电路上下游企业500余家,到2020年底,产业规模已突破500亿元,同比增长63%。

  正因如此,南京已连续3年举办世界半导体大会,每年都吸引大批海内外知名专家、企业参与其中,大会已成为标杆级的行业盛会。

  EDA(电子设计自动化)技术,被称为前沿技术中的前沿。去年3月,一家名为芯华章的EDA企业落地江北新区,引起业内广泛关注,这家企业立志要为中国芯片产业链打造升级版EDA。如今,芯华章已推出多款EDA产品和技术,在2021年度中国IC领袖峰会上,荣获“年度技术突破EDA公司”奖项。

  全球半导体产业进入重大调整期,新赛道上,唯快不破。南京江北新区管委会副主任陈潺嵋介绍,江北新区已布局第三代半导体产业,吸引碳化硅、氮化镓等领域国际国内顶尖团队落地新区,集聚中安科技、超芯星半导体等一批行业领先企业落户,逐渐形成第三代半导体设计、材料、器件等完整产业链。(许雯斐)

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