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中美博弈下,后摩尔定律的新增长点是什么

2019-05-21

在中美贸易关系进入寒冬的当下,国内的半导体产业发展也将面临新的发展困局或者机会。

就在今天凌晨,面对美国将华为列入BIS的实体名单(未来没有美国政府的许可,所有美国企业将不能再给华为供货),华为海思总裁何庭波表示必须同步“科技自立”的方案。

在5月17日于南京举办的世界半导体大会上,我们也听到了不少产业人士对当前半导体行业发展的看法,大家普遍认为5G和AI的发展将推动产业向前。像台积电、平头哥这样“新老”半导体企业也对外公布了技术新动态,谈到了半导体工艺发展到当前的技术应用现状,我们或许可以管中窥豹。

另外,在此次半导体大会期间,还举办了包括IC设计封装检测、半导体设备与材料等相关产业的企业展览会,像地平线等新兴的AI创企都参与其中。

后摩尔定律时代,半导体产业的增长点在多元化技术

总的来看,今年半导体产业发展减缓。由于韩国出货量减小,PC和服务器需求都在下滑以及库存消化问题,存储市场也在下滑。此前IDC也预测,由于库存未消耗,今年全球半导体收入将下降7.2%。

SEMI全球服副总裁、中国区总裁居龙在半导体大会上提到中美贸易冲突也为半导体产业带来负面效益。当前国内半导体产业依赖出口,2017年中国集成电路进口达到2586亿美元,较2016年提高13.6%,远高于同期原油进口。“中国厂商产值不到200亿美元,非自主可控且技术落后,缺乏安全感。”

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图 | SEMI全球服副总裁、中国区总裁居龙

谈及当前的中美贸易情况,居龙说”要做最坏的打算,做最好的准备。”

他表示,产业发展今年整体放缓,明年较为乐观。“2019年是关键一年,未来前景依旧乐观,AI、5G核心技术能带动集成电路更上一层楼。”

日月光集团副总经理郭一凡也表示,“摩尔定律放缓后,多元化技术(包括软件、异质元器件、系统硬件、算法等)的加入会推动市场规模持续增长。”

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图 | 日月光集团副总经理郭一凡

他总结,未来市场规模增长将依赖制程进步和多元化相关技术,其中异质集成又是支持多元化技术发展的关键封装技术,像AI、高性能计算HPC以及5G都是潜力市场。

台积电也和日月光持有相同的观点,据台积电副总经理陈平介绍,他们当前有四大产品主轴:智能手机、高性能计算、自动驾驶和IoT,而每一代产品创新的前提都是工艺技术的演进。

台积电谈半导体发展,追求能效比是关键

台积电在4月对外公布了他们将推出6纳米制程技术,预计在2020年一季度进行试产,可支持高阶到中阶产品,以及AI、5G基础架构等应用。

台积电(中国)有限公司总经理罗镇球谈到了半导体产业的三个发展趋势:晶体管微缩持续延伸、能效比成为新的关键指标,软硬件同步设计提升能效比。

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图 | 台积电(中国)有限公司总经理罗镇球

在半导体工艺方面,当前EUV技术的突破让光刻不再成为工艺微缩的瓶颈,而新结构和新材料的运用也推动逻辑电路的微缩延续,所以短期内半导体技术还会持续往前推进,朝着3nm乃至更小尺寸发展。

“山重水复的时候,EUV开始成熟,打破了过去十几年的瓶颈。”台积电副总经理陈平也在之后的台积电专场活动中再次强调。

微缩持续延伸之外,当前半导体发展的关键或者技术趋势点在于如何提高芯片的能效比,即提高性能、降低功耗、缩小面积。罗镇球表示,这种能效比不仅仅是智能移动设备的关键,也是当前数据中心里高性能计算机的刚需。

一方面,当前的集成方案可能逐渐不适用产业发展,所以有了一种名为wafer-level的系统集成方案,简单来说就是将芯片平行堆叠在一起,这种3D集成工艺会成为半导体产业发展的重要方向。

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为了实现更好的3D集成,台积电提供了先进的封装技术,他们通过高阶封装实现与特殊工艺的异构集成。

另外一方面,能效比提高的关键还在于软硬件的结合。罗镇球表示,未来CPU/GPU会协调共享运算资源,我们也将重新构建硬件的结构来配合特殊的应用场景,比如通过编译器来共享运算资源,充分提高设备的能效比。

One more thing:阿里平头哥和大鱼半导体全球首发物联网芯片

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全球物联网标准组织执行董事John Joonho Park在半导体大会上提到,中国的IoT市场增长非常快,中国是物联网的中心国家。

大会期间,阿里平头哥和大鱼半导体强强联手,大鱼半导体发布了基于平头哥的CPU——CK802处理器开发的一款物联网创新芯片U1。

这款芯片有两个亮点,一是大鱼的解决方案设计,另一个是平头哥推出的新型CPU处理器产品。

解决方案方面,大鱼半导体COO王娜表示这是全球首颗内置GPS+NB-IoT的双模芯片,有四大特性:内置定位、内置丰富MCU资源、采用超低功耗设计、All in One的设计理念。

处理器方面,CK802是平头哥应用于物联网领域中一系列产品中的一款,它具备出色的代码密度和高级别的硬件安全能力,并集成了紧耦合的Cache,极大程度降低了物联网芯片的存储器成本和功耗。

据了解,这款芯片不仅适用于常规的智慧城市与家居、工业能源、公共事业、设备管理、农业以及环境监测等场景,还使能了对“位置”有需求的应用,包括穿戴设备、交通运输、物体追踪和资产管理等领域。

最后:

针对本月初特朗普突然提高中国相关出口税率,我国在半导体及可控硅开关元件等产品的进口关税也将进一步上调,这意味着国内一直发展受阻的元器件厂商将会得到一定程度的保护,同时国内因科技产业急速增长而衍生出的元器件需求也将刺激国内产业的发展。

对于政策+资金双驱动的半导体产业来说,现在可能是最坏的时代,也是最好的时代。