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分析摩尔定律与中国半导体产业的关系

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供稿:中国工控网 2016/9/27 11:03:20

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摩尔定律,在半导体业中人人皆知,然而它与中国半导体业的发展有什么关系?恐怕一时难以马上回答。

如何看待摩尔定律,站在不同立场可能有不同的解释。现阶段定律即将止步的讨论,可能会更加引发业界的深刻兴趣。

定律的光环

定律尤如一盏明灯,让企业义无反顾的去信奉它,追随它。因为定律孕育着一个十分强大的经济规律。在每两年内如果您的企业跟不上定律的步伐,不能前进至下一个工艺制程节点,就可能被淘汰出局。所以众多企业为了生存,争取前位,而不惜投资跟踪。

因此定律实际上是一种自我激励的机制。在较长一段时间内,众多fabless都愿意迅速采用下一代先进的工艺制程,推动产业的进步,这就是定律的魔法所在。比较典型的如在苹果手机中,己从A4进步到A10处理器,一颗16纳米制程采用FanOut封装的芯片,在台积电加工。

显然,市场经济是理性的,在工艺制程进入到28纳米之后,由于工艺研发与设计费用的高耸,逼迫许多顶级的IDM厂要作出决断,包括如NXP,Freescale,STMicron等公开声言,它们执行轻晶园厂策略(fab-lite),意即不再跟踪定律,而开始拥护代工,导致全球代工如日中天的火红增长。

摩尔定律是什么?有人理解它是”大者恒大”,这样的观点具有普遍性。因为近50年来的实践,产业内的分化日趋激烈,然而”大者恒大”,是不变的规律。如典型的存储器业中,从几十家到现在只剩下DRAM的三家及NAND的四个组合,未来中国欲加入,业界正密切关注最后的结局。又如半导体设备业中,之前全球也是几十个厂家经过残酷的竞争,如今每个设备类别中几乎只剩下约二家。

中国半导体业跟不上定律的节奏

众所周知,中国半导体业的发展与全球先进地区之间存在很大差距,是不同步的,据估计在芯片制造业中至少落后两个先进工艺节点制程。

近期见到台积电公布它的10纳米及7纳米先进制程进度,如10纳米于2016年上半年试产,开始量产时间为2016年第四季,地点为中科12英寸晶园厂Fab15的第5至第7期,主要客户及产品为苹果A11应用处理器,高通ARM架构的HPC处理器,联发科HelioX30手机处理器及海思Kirin手机处理器与网络处理器。而它的7纳米,试产时间2017年上半年,量产时间为2018年第1季。地点与10纳米相同,主要客户为Xilinx的FPGA及Nvidia的新一代Volta绘图芯片(GPU)。

分析其中的原因是复杂及多方面的,肯定有西方主导的瓦圣纳条约的技术封锁问题,也有产业发展处于不同的阶段。如中国半导体业的发展尚处在需要国家资金来推动的初级阶段,而不是完全市场化。因此当对手们在你追我赶的发展阶段,而中国半导体业尚需要国家资金的哺育。所以正如有些专家所言,中国的芯片制造企业是死不了,也不太可能赶上快的节奏。

定律转型中国尚有机会

未来摩尔定律实际上向三个方面发展,第一,继续走尺寸缩小道路,可以预计大约还有2-3个节点,至5纳米左右,定律接近物理极限。目前推动尺寸缩小主要是高性能计算市场的需求。第二,是异质集成,如人工智能与物联网等需求,它的目的是把不同工艺的产品,包括RF,MEMS,Sensor,image等,采用SiP,2.5D,3D封装工艺集成一体。因此主要是采用成熟制程工艺。由于定律刚开始转型,如英特尔,台积电,包括中芯国际等己经开始跨入后道封装工艺,似乎表明中国尚存机会。而第三方面主要寻求新的材料及晶体管架构,目前尚偏重于基础研究阶段。

让摩尔定律光环照亮中国半导体业

尽管集成电路尺寸缩小的道路己难深入下去,众多芯片制造厂商面临转型,实际上其中有一条道路要跨界进入封装业。可以相信前方的路也十分不易,成本下降是个永恒课题。看似此次中国半导体制造业几乎能站在同一起跑线上,然而由于众多原因的束缚,也未必一定能有胜算。

目前的态势依然十分严峻,首先悲观论调是无益的,但是盲目乐观也不可取。要相信中国半导体业一定能进步,然而依据产业发展的规律,科学的态度,试图在短时间内会发生突变的可能性也不会存在,一定是循序前进,对于中国半导体业的发展能够少些大的波动己是相当的不错。

摩尔定律是一个普适的发展规则,它在计算机业中有人认为每两年计算能力会增加一倍等。尽管中国半导体业的发展在现阶段尚无法跟上定律的节奏,暂时出现差距是完全正常。要改变此等被动的局面,可能非一日之功,其中关键在于迅速实现“两化”,向市场化加非国有化过渡,两者相辅相成,缺一不可。在现阶段要尽可能的减少非市场化因素的干扰,尤其是要让骨干企业的信心迅速提升。

显然,定律的光环对于中国半导体业发展仅仅是外部因素,要跟上定律的节奏,需要扎实的努力,相信“一份耕耘,会有一份收获”。

摩尔定律的光环一定会照亮中国半导体业的迅速进步。


审核编辑(王静)
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新闻来源: :半导体行业观察互联网/CK365

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