國家層面專題討論！後摩爾時代，晶片業將迎來哪些顛覆性技術？

2021-05-16 02:31:05

當摩爾定律失效，晶片業何去何從？

據中國政府網訊息，國家科技體制改革和創新體系建設領導小組第十八次會議5月14日在北京召開。會議專題討論了面向後摩爾時代的積體電路潛在顛覆性技術。

來源：中國政府網

業界認為，再過10年，晶片產業會進入後摩爾時代。當電晶體收縮不再可行時，創新不會停止，新材料、異構整合等會成為提高晶片效能的突破方向，如3D封裝、第三代半導體、碳納米管晶片、量子晶片等。

摩爾定律仍在發揮餘熱

半導體工業誕生於上世紀70年代。1965年，時任快捷半導體的工程師摩爾預言了積體電路發展的趨勢，後經修正，就是大名鼎鼎的摩爾定律，即積體電路上可容納的電晶體數量每隔18-24個月就增加一倍，效能也提升一倍。換言之，為了達到摩爾定律，在二維層面，電晶體的長寬需各縮小到原來的70%，才能讓芯片面積縮小近一半。

摩爾定律下CPU、儲存器、邏輯晶片的尺寸越來越小

來源：電氣與電子工程師協會

50多年來，半導體產業大體沿著摩爾定律在發展，但速度已有所放緩，且已逼近矽材料的物理極限。以臺積電為例，2018年4月，其實現了7納米工藝量產，2020年三季度實現5納米工藝量產，預計3納米工藝將在明年下半年實現量產。有報道稱，臺積電2納米工藝預計在2024年量產，1納米工藝研發亦在推進。

來源：臺積電

此外，各大廠商對工藝節點的命名也出現了分歧，不再是簡單的0.7倍微縮法則。近期，IBM釋出了2納米工藝，但業界有不同聲音，經過模擬測量，認為該工藝更接近3納米。又如英特爾的10納米晶片與臺積電的7納米晶片具有大致相等的電晶體密度。當前業界正在討論哪種新數字或數字組合可以更好地反映進度。

值得一提的是，荷蘭ASML公司的EUV光刻機可在大批量生產中提供最高解析度的光刻技術，從而推動了摩爾定律的發展。ASML正在研製更為先進的EUV光刻機，如High-NA EUV（0.55NA），預計在明年交付，屆時1.5納米及更高工藝邏輯晶片生產將成為可能。ASML認為，未來10年，會繼續在成像和覆膜效能方面出現重大創新。