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摩尔定律还将继续左右集成电路发展日期:2015-11-12 浏览次数:

随着摩尔定律走向极限,集成电路从技术到产业都展现出与以往不同的特征。这也给了后进者更多的追赶机会。在国家政策的助推下,中国集成电路形成一个新的发展高潮,未来应如何把握机会,加快发展?《中国电子报》记者采访了中国半导体行业协会IC设计分会理事长、清华大学微电子所所长魏少军。


集成电路技术仍在持续进步


记者:有关摩尔定律能否延续的话题很多,有的认为在延缓,有的认为没有放慢,仍在持续进步。您怎么看?


魏少军:摩尔定律经过50年的发展,已经走进1Xnm时代。由于工艺复杂度的提升,集成电路工艺换代的速度已经从前面30年的每18-24个月前进一代,放缓到现在的24-30个月前进一代。摩尔定律是对工艺换代规律(工艺代密度)的一种观察,并不能准确地说明工艺技术的进步步伐。工艺代密度和技术进步不能等同为一件事。事实上,工艺技术的进步并没有放慢,例如IBM今年发布7nm测试芯片,近期有报道说采用193i浸没式技术和EUV混合曝光的5nm的光刻技术取得进展。此外,今年还报道了分子晶体管。因此,无论是从延续摩尔定律、拓展摩尔定律还是后CMOS等三个方向上看,集成电路技术仍然在持续进步。当然,没有任何技术可以一直按照指数模式一直增长下去。目前业内认为摩尔定律在放缓的看法也是基于现行的硅基CMOS技术,随着材料的突破和器件架构的持续创新,摩尔定律在未来相当长的一段时间内还会继续左右集成电路的发展。如果有一天摩尔定律走不下去了,主要原因也应该不是技术因素,而是经济因素。


记者:在推动摩尔定律的因素中,至少工艺进步导致产品成本下降的驱动力已经减弱。现在推动摩尔定律进律前进的主要动力是什么?


魏少军:确实如此。按照等比例缩小的步伐,每一代工艺与上一大工艺相比有密度提升100%、功耗下降50%、性能提升40%的收益(即所谓的PPA)。当工艺进步到22/20nm,人们发现由于高额的建厂投入和研发费用,集成电路单位成本不降反升,28nm可能是单位综合成本最低的一个节点。但是成本仅仅是诸多影响集成电路发展的因素之一,密度提升、性能提升和功耗降低仍然是人们追求的目标。因此,追求更先进的工艺来实现这些目标仍然是推动人们进一步延续摩尔定律的主要动力。另外,庞大的市场需求以及激烈的竞争也是原因。只要踏入集成电路这个行业,想不跟随摩尔定律都难。因此“要么跟随摩尔定律,要么就死”已经是这个行业的共识。事实上,我们还找不到能够不跟随摩尔定律还能保持世界领先的例子。


集成电路产业展现新趋势


记者:工艺不断进步,成本没有下降,会对制造或代工产业带来什么样的影响?


魏少军:首先是成本的上升将极大地加剧芯片制造的竞争,毕竟人们在过去几十年中已经习惯与集成电路的不断降价,谁的价格越低,就会天然地获得客户的青睐。影响价格的因素很多,成品率、进入市场的时间等都会有影响。所以工艺进步的本质是技术水平,如果技术不够好,综合成本就会上升,竞争力就会下降。其次,随着工艺的进步,更换工艺厂商的代价也会越来越高,设计公司不会轻易更换代工厂,同样代工厂也面临着高额投入来获取和稳定客户的挑战,也不会轻易放弃一个客户。因此,设计公司和代工厂的共生和“联盟”关系将进一步巩固。这就要求代工厂的工艺进步速度要跟得上市场的需求,越早进入新工艺,越可以获得优质客户,也越可以长期保有这些客户。第三,代工厂必须想方设法降低客户的投入,帮助客户加快进入市场的步伐,因为这既是客户的需求,也是代工厂的利益所在,早一点进入量产可以早一点获利,也可以腾出更多的资源支持其它客户。因此,IP核和设计服务将成为代工厂竞争中不可忽视的重要武器。


记者:今年以来,国际半导体大厂(主要是Fabless)并购整合加剧,对制造厂特别是代工厂将有何影响?


魏少军:对于具备先进制造技术的代工厂而言,Fabless的整合对他们是件好事,大企业的战略预见性、可控性和定力都要好于小企业。这也是大企业往往是代工厂争夺的对象的主要原因,因为这对于代工厂保持客户稳定、产量稳定和产能优化安排都有好处。但是对于那些尚不具备先进制造工艺的代工厂来说,负面影响可能就会更大些,因为大型设计公司的议价能力更强,代工厂不得不更多地从成本上让步,从而导致获利能力下降。


记者:系统整机厂商强化集成电路产品研发对集成电路产业有什么影响?


魏少军:系统整机厂商强化集成电路产品研发本身是产业发展的一种必然。其实,早期的集成电路并不是独立于系统整机厂商的,只是产业发展过程中逐渐出现多业分立、单独发展的情况。现在系统整机厂商再次聚焦集成电路产品研发是事物发展的“否定之否定”,符合事物发展的客观规律。当然,系统整机厂商自己研发芯片的举措必然会影响到设计业,因为一些靠向系统整机厂商提供产品的设计公司将被迫逐渐出局,或沦为第二或第三货源。这是需要设计公司注意的。不过,集成电路产品的种类非常繁多,系统整机厂商也不会不计成本地自己研发所需的所有集成电路,而只会聚焦在影响其竞争力的核心芯片上,因为从成本的角度看,什么都自己做并不合算。因此,设计公司应该重新审视自己的产品策略和布局,审视自己与客户的关系,必要的时候也要对自己进行重新定位。


推进产业发展关键是度的把握


记者:中国在新的国际产业背景下,应采取什么策略应对?


魏少军:首先我们要具备战略判断力,对集成电路的发展走向的战略判断非常重要,如果判断错了,后面就很难纠正。因此必须具备“谋万世、谋全局”的能力;其次,要提升我们的战略预见性。就像下棋一样,能够走一步、看三步。竞争中能够取胜的原因很大程度上在于能够比别人早一点看清未来的走向。这需要对全球产业和技术的发展有深刻理解和把控;第三,要保持战略的定力。想明白、看清楚的要坚持下去,不能三心二意,更不能翻烙饼。我国作为集成电路的后发国家,国内外对我发展集成电路的作法和具体技术路线都存在不同看法,也一定会干扰到我们各个层面的领导,影响到他们的决策。保持战略定力、坚定不移地发展集成电路是这一轮发展能否成功的关键。最后,也要具备强有力的战略执行力。执行不到位,那就是纸上谈兵,执行延缓就会贻误战机。


记者:在集成电路产业向中国转移的过程中,当前国内产业出现了泡沫、高估值、浮躁等现象,应注意哪些?避免这些问题。


魏少军:目前,国内的集成电路产业出现了一些泡沫、高估值和浮躁,这不奇怪。其实几年前在编制“纲要”的过程中,大家就有预见,也有一定的思想准备。对于泡沫也要一分为二。例如一杯啤酒,如果没有泡沫就说明它不再新鲜;泡沫太多,则实质内容缩水。所以关键是度的把握。集成电路是实业,一切还是要回归实业的本质,一是技术、二是产品、三是市场、四是盈利。所以在金融资本大力进军集成电路的同时,应该重点鼓励产业资本进入这个领域,提升集成电路上下游产业资本的作用。在盈利的驱动力下,现在比较多的泡沫会逐渐消失。当然,如果控制的不好,集成电路变成金融资本套利的工具,实体经济没能得到十足的发展,那么集成电路的发展也会走到另一个极端。这是大家不愿意看到的。 (出自:中国电子报