千人計(jì)劃特聘專家胡川：摩爾定律失效，芯片如何創(chuàng)新？

王改靜

中國手機(jī)的創(chuàng)新離不開芯片的創(chuàng)新。隨著摩爾定律的逐漸失效，未來芯片如何創(chuàng)新？千人計(jì)劃特聘專家、廣東省科學(xué)院胡川在2018中國智能生態(tài)創(chuàng)新大會(huì)暨天鵝獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)禮上做主旨報(bào)告時(shí)表示，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)必須變革，才能持續(xù)提升計(jì)算性能，預(yù)計(jì)到2020年，納米材料、量子計(jì)算、生物計(jì)算接口創(chuàng)新是值得期待的。

今年，適逢集成電路發(fā)明60周年，電子管作為最早的計(jì)算機(jī)，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)出來以前，其產(chǎn)業(yè)規(guī)模以指數(shù)級(jí)的增長速度發(fā)展。摩爾定律是由Intel創(chuàng)始人之一Gordon Moore提出來的。其定義為當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。換言之，一美元所能買到的電腦性能，將每隔18-24個(gè)月翻一倍以上，而這一定律揭示了信息技術(shù)進(jìn)步的速度。

“在我上學(xué)期間，我的導(dǎo)師是德州儀器的副總，他們對(duì)摩爾定律從來就沒有過信心，但是每隔十年，這個(gè)行業(yè)就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)白衣騎士，想把摩爾定律延伸下去，但是最終也沒阻擋摩爾定律的終結(jié)?！焙ū硎?。

胡川表示，經(jīng)過修正的摩爾定律，實(shí)際上比最初想象能夠應(yīng)用的時(shí)間更長，但是到今天，已經(jīng)發(fā)生了兩件事，第一個(gè)是嚴(yán)格意義上摩爾定律已經(jīng)終結(jié)，第二是從目前多方面來看，Intel大概會(huì)在五年以后，可以全面量產(chǎn)納米工藝。

在半導(dǎo)體方面，整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中經(jīng)歷了五個(gè)關(guān)鍵創(chuàng)新，第一是雙極性晶體管到場效應(yīng)管，這個(gè)晶體管在0和1的狀態(tài)下不會(huì)漏電；第二是熱擴(kuò)散到離子注入摻雜；第三是一對(duì)一光刻發(fā)展到多對(duì)一；第四是陶瓷封裝到有機(jī)封裝；第五是2D器件/導(dǎo)電層到3D器件/導(dǎo)電層。

去年因?yàn)榇鎯?chǔ)器價(jià)格大漲，全球半導(dǎo)體市場規(guī)模約4600億美元，而晶圓作為半導(dǎo)體核心的核心，隨著摩爾定律的終結(jié)，其核心地位也受到“威脅”，晶圓提升計(jì)算能力的時(shí)代已經(jīng)快要過去了。而封裝雖然是一個(gè)很低端的產(chǎn)業(yè)，但是在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中也占據(jù)不小的市場。

胡川表示，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)毫無疑問是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)最大的客戶，約占32%市場份額，傳統(tǒng)的PC占據(jù)30%市場份額。

在量產(chǎn)方面，涉及到三個(gè)重要的技術(shù)，其中EUV光刻入門級(jí)設(shè)備價(jià)格就在一億美元左右，另外兩個(gè)技術(shù)是人工智能的代表，一個(gè)是硅上打孔，可以將存儲(chǔ)器和處理器放在一起；另外一個(gè)最有代表性的技術(shù)，是蘋果的中央處理器采用的扇出封裝技術(shù)，目前市面上所有的處理器還是蘋果做得最好。

展望未來，胡川表示三大前景產(chǎn)業(yè)一定是屬于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能以及物聯(lián)網(wǎng)的。

2018中國手機(jī)創(chuàng)新周暨第六屆中國手機(jī)設(shè)計(jì)與應(yīng)用創(chuàng)新大賽由工業(yè)和信息化部指導(dǎo)，中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院、廣東省工信廳和惠州市人民政府聯(lián)合主辦，三大基礎(chǔ)電信企業(yè)支持協(xié)辦，中國手機(jī)創(chuàng)新周組委會(huì)、通信產(chǎn)業(yè)報(bào)社承辦。