后摩爾時(shí)代集成電路發(fā)展現(xiàn)狀

后摩爾時(shí)代的集成電路發(fā)展面臨著新的格局與挑戰(zhàn)。

一、摩爾定律發(fā)展的瓶頸與后摩爾時(shí)代的來(lái)臨 摩爾定律在集成電路發(fā)展歷程中曾占據(jù)主導(dǎo)地位。1965年英特爾創(chuàng)始人戈登·摩爾提出，在價(jià)格不變時(shí)，集成電路上的晶體管密度每年加倍，性能也提升一倍；到1975年改為單位面積芯片上的晶體管數(shù)量每?jī)赡暝黾右槐丁＿@一定律持續(xù)近50年，推動(dòng)了通信技術(shù)、AI等的發(fā)展。例如從2G時(shí)代的130nm發(fā)展到14nm、5nm，晶體管價(jià)格大幅降低，上世紀(jì)70年代1個(gè)晶體管價(jià)值達(dá)1美元，如今1美元能買(mǎi)幾百萬(wàn)個(gè)晶體管。但到2014 - 2017年左右，摩爾定律逐漸失效，在28nm時(shí)，100萬(wàn)晶體管的價(jià)格為2.7美分，到20nm，這一價(jià)格增至2.9美分，單個(gè)晶體管價(jià)錢(qián)上漲，違背了摩爾定律價(jià)格不變的初衷 。

二、后摩爾時(shí)代集成電路產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀

• 設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)：設(shè)計(jì)公司更關(guān)心系統(tǒng)性能。國(guó)內(nèi)在這方面也有成果，如國(guó)內(nèi)創(chuàng)企芯盟采用40nm工藝做出高性能異構(gòu)集成單芯片，還有紫光國(guó)芯SeDRAM采用直接鍵合異質(zhì)集成工藝，每Gbit帶寬高達(dá)34GB/s、能效達(dá)0.88pJ/bit。不過(guò)，從集成電路產(chǎn)業(yè)鏈整體分布來(lái)看，IP EDA基本被美國(guó)壟斷，中國(guó)大陸在多個(gè)細(xì)分產(chǎn)業(yè)占比較小，這在一定程度上限制了集成電路設(shè)計(jì)的發(fā)展自主性 。

• 制造環(huán)節(jié)：后摩爾時(shí)代芯片制造面臨諸多挑戰(zhàn)。吳漢明院士總結(jié)了芯片制造工藝的三大挑戰(zhàn)：一是基礎(chǔ)挑戰(zhàn)精密圖形，現(xiàn)在主要先進(jìn)工藝193nm波長(zhǎng)的光源能曝光出20 - 30nm的圖形，受中學(xué)光學(xué)原理中波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于物理尺寸時(shí)分辨率模糊的影響，圖形精度面臨挑戰(zhàn)；二是核心挑戰(zhàn)新材料、新工藝，歷史上有64種新材料支撐了摩爾定律的發(fā)展，往后沒(méi)有新材料，性能難以提升；三是終極挑戰(zhàn)提升良率，工藝流程中會(huì)累積大量統(tǒng)計(jì)誤差，良率提升困難重重。從制程節(jié)點(diǎn)分布來(lái)看，10nm節(jié)點(diǎn)以下先進(jìn)產(chǎn)能僅17%，83%的市場(chǎng)集中在10nm以上節(jié)點(diǎn)，成熟制程市場(chǎng)發(fā)展存在巨大市場(chǎng)和創(chuàng)新空間，像臺(tái)積電的一些成熟制程占比也在增長(zhǎng)。并且，在制造裝備方面，ASML占據(jù)了光刻裝備大頭，我國(guó)廠(chǎng)商的刻蝕、清洗等裝備雖已進(jìn)入芯片制造大生產(chǎn)線(xiàn)，但還未進(jìn)入非常高端的生產(chǎn)線(xiàn)應(yīng)用 。

• 封測(cè)環(huán)節(jié)：后摩爾時(shí)代，隨著芯片集成度不斷提高，封裝測(cè)試技術(shù)也面臨更高要求。傳統(tǒng)的封裝測(cè)試技術(shù)已難以滿(mǎn)足高性能、小型化、多功能集成芯片的需求。例如，對(duì)于異構(gòu)集成單芯片等復(fù)雜芯片的封測(cè)，需要更先進(jìn)的技術(shù)來(lái)確保芯片在不同工作環(huán)境下的穩(wěn)定性、可靠性以及信號(hào)傳輸?shù)耐暾?。日月光、長(zhǎng)電科技等封測(cè)企業(yè)也在不斷探索新的封測(cè)技術(shù)，以適應(yīng)后摩爾時(shí)代集成電路發(fā)展的需求。

三、不同地區(qū)的發(fā)展態(tài)勢(shì) 美國(guó)在集成電路領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，在技術(shù)研發(fā)、高端設(shè)備制造、IP EDA等方面具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。美國(guó)曾做評(píng)估，如果要建立一個(gè)完全自主可控產(chǎn)業(yè)鏈，成本約達(dá)9000億 - 12000億美元，將導(dǎo)致漲價(jià)35% - 65%，這也反映出其在產(chǎn)業(yè)鏈中的重要性和影響力。而中國(guó)大陸在集成電路多個(gè)細(xì)分產(chǎn)業(yè)占比較小，但近年來(lái)也在不斷追趕，國(guó)內(nèi)企業(yè)在成熟制程等方面有所突破，一些企業(yè)在高性能異構(gòu)集成單芯片等方面也取得成果，同時(shí)也在不斷加大研發(fā)投入，努力提升在集成電路產(chǎn)業(yè)中的地位 。

后摩爾時(shí)代集成電路技術(shù)突破

后摩爾時(shí)代集成電路技術(shù)在多個(gè)方面尋求突破。

一、技術(shù)方向的探索 許居衍院士提出后摩爾時(shí)代有4類(lèi)技術(shù)方向。

• 硅基馮諾依曼架構(gòu)：這是主流方向，不過(guò)其面臨著功耗和速度的平衡問(wèn)題。傳統(tǒng)的硅基馮諾依曼架構(gòu)在數(shù)據(jù)處理時(shí)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算單元分離，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的功耗較大，限制了芯片性能的進(jìn)一步提升。例如在一些高性能計(jì)算場(chǎng)景下，大量的數(shù)據(jù)傳輸會(huì)產(chǎn)生較高的能耗，因此需要探索新的技術(shù)手段來(lái)優(yōu)化這種架構(gòu)下的功耗和速度關(guān)系 。

• 類(lèi)硅模式：這是延續(xù)摩爾定律的主要技術(shù)。通過(guò)采用新的工藝和結(jié)構(gòu)，在經(jīng)典CMOS基礎(chǔ)上向非經(jīng)典CMOS發(fā)展，如半節(jié)距繼續(xù)按比例縮小，并采用薄柵、多柵和圍柵等非經(jīng)典器件結(jié)構(gòu)，繼續(xù)提升晶體管密度和芯片性能。這有助于在一定程度上延續(xù)摩爾定律的發(fā)展趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)更高的集成度和性能提升 。

• 類(lèi)腦模式：這一模式最近比較熱門(mén)且有產(chǎn)業(yè)前景。類(lèi)腦芯片模擬生物大腦的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和工作原理，具有低功耗、高并行性等優(yōu)點(diǎn)。例如在處理圖像識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別等復(fù)雜任務(wù)時(shí)，類(lèi)腦芯片能夠以較低的功耗實(shí)現(xiàn)高效的運(yùn)算，與傳統(tǒng)芯片相比在能效方面有很大的提升潛力，有望在人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用 。

• 新興范式：這是非常前沿的未來(lái)集成電路發(fā)展方向，屬于基礎(chǔ)研究范疇，在最近5 - 10年可能看不到產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展。它可能涉及到新的計(jì)算原理、材料或者架構(gòu)等方面的突破，如量子計(jì)算技術(shù)與集成電路的結(jié)合等，一旦實(shí)現(xiàn)突破，可能會(huì)給集成電路帶來(lái)革命性的變革 。

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二、新工藝、新材料與新結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用

• 新工藝：后摩爾時(shí)代需要新的制造工藝來(lái)滿(mǎn)足不斷提高的性能需求。例如在光刻工藝方面，隨著芯片制程的不斷縮小，需要更高分辨率的光刻技術(shù)。目前的193nm波長(zhǎng)光源在曝光更小尺寸圖形時(shí)面臨挑戰(zhàn)，需要研發(fā)新的光刻技術(shù)如極紫外光刻（EUV）等，以實(shí)現(xiàn)更精密的圖形制造。此外，在蝕刻、清洗等工藝環(huán)節(jié)也需要不斷創(chuàng)新，以提高芯片制造的效率和質(zhì)量。

• 新材料：新材料的研發(fā)是后摩爾時(shí)代技術(shù)突破的關(guān)鍵。歷史上有64種新材料支撐了摩爾定律的發(fā)展，在新的發(fā)展階段，需要探索如二維材料（石墨烯等）、高遷移率材料等。這些新材料具有獨(dú)特的電學(xué)、光學(xué)等性能，能夠提升晶體管的性能，如提高電子遷移速度、降低功耗等。例如石墨烯具有高載流子遷移率、高導(dǎo)熱性等優(yōu)點(diǎn)，如果能夠成功應(yīng)用于集成電路制造，有望解決芯片散熱和性能提升的問(wèn)題。

• 新結(jié)構(gòu)：除了采用薄柵、多柵和圍柵等非經(jīng)典器件結(jié)構(gòu)外，還在探索如垂直晶體管結(jié)構(gòu)等新的結(jié)構(gòu)形式。垂直晶體管結(jié)構(gòu)能夠在不增加芯片面積的情況下增加晶體管的數(shù)量，從而提高集成度。這種結(jié)構(gòu)改變了傳統(tǒng)平面晶體管的布局方式，通過(guò)在垂直方向上構(gòu)建晶體管，有效利用了芯片的三維空間，是實(shí)現(xiàn)等效尺寸微縮或者集成度提升的重要途徑之一。

三、異構(gòu)集成技術(shù)的發(fā)展 異構(gòu)集成技術(shù)是后摩爾時(shí)代集成電路的一個(gè)重要發(fā)展方向。它將不同功能、不同制程的芯片或元件集成在一起，實(shí)現(xiàn)多功能大集成。例如將邏輯芯片、存儲(chǔ)芯片、傳感器等通過(guò)直接鍵合、封裝集成等方式組合在一個(gè)芯片或者封裝內(nèi)。這種技術(shù)能夠突破傳統(tǒng)單一芯片功能的限制，提高系統(tǒng)的整體性能。如紫光國(guó)芯SeDRAM采用直接鍵合異質(zhì)集成工藝，實(shí)現(xiàn)了高性能的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸，每Gbit帶寬高達(dá)34GB/s、能效達(dá)0.88pJ/bit。異構(gòu)集成技術(shù)還可以提高芯片的設(shè)計(jì)靈活性，根據(jù)不同的應(yīng)用需求快速定制芯片解決方案，同時(shí)也有助于降低成本和提高開(kāi)發(fā)效率。

后摩爾時(shí)代集成電路市場(chǎng)需求變化

后摩爾時(shí)代，集成電路的市場(chǎng)需求呈現(xiàn)出多方面的顯著變化。

一、新興應(yīng)用領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)需求分化

• 人工智能領(lǐng)域：隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)集成電路的需求發(fā)生了深刻變化。人工智能算法需要大量的計(jì)算資源來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和模型訓(xùn)練，如深度學(xué)習(xí)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。這就要求芯片具有更高的并行計(jì)算能力、更低的功耗以及更大的存儲(chǔ)帶寬。傳統(tǒng)的通用芯片難以滿(mǎn)足這些需求，因此專(zhuān)門(mén)為人工智能設(shè)計(jì)的芯片，如GPU（圖形處理單元）、TPU（張量處理單元）等應(yīng)運(yùn)而生。這些芯片針對(duì)人工智能算法進(jìn)行了優(yōu)化，例如GPU具有大量的計(jì)算核心，能夠并行處理多個(gè)數(shù)據(jù)，大大提高了人工智能計(jì)算的效率。而且，隨著人工智能在醫(yī)療、自動(dòng)駕駛、智能家居等眾多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對(duì)這類(lèi)高性能、低功耗、特定功能的集成電路的需求還將持續(xù)增長(zhǎng)。

• 物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域：物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展使得萬(wàn)物互聯(lián)成為可能，這也對(duì)集成電路提出了新的要求。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量眾多、功能多樣且分布廣泛，從簡(jiǎn)單的傳感器節(jié)點(diǎn)到復(fù)雜的智能網(wǎng)關(guān)等。對(duì)于傳感器節(jié)點(diǎn)等低功耗設(shè)備而言，需要集成度高、功耗極低的芯片，以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的電池供電運(yùn)行。例如一些無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)，需要在微小的體積內(nèi)集成傳感器、微控制器和無(wú)線(xiàn)通信模塊，并且要求芯片功耗在微瓦甚至納瓦級(jí)別。而對(duì)于智能網(wǎng)關(guān)等設(shè)備，則需要具備較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和多協(xié)議兼容能力的芯片，以實(shí)現(xiàn)對(duì)大量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)的匯聚、處理和轉(zhuǎn)發(fā)。

• 5G通信領(lǐng)域：5G通信的高速率、低延遲和大容量特性，對(duì)集成電路的性能提出了更高要求。5G基站中的射頻芯片需要具備更高的工作頻率、更大的帶寬和更低的噪聲系數(shù)，以實(shí)現(xiàn)高效的信號(hào)發(fā)射和接收。同時(shí)，5G終端設(shè)備如智能手機(jī)中的芯片，需要集成更多的功能，如支持多頻段、多模式通信，以及具備更強(qiáng)的信號(hào)處理能力來(lái)應(yīng)對(duì)高速數(shù)據(jù)傳輸。例如，5G手機(jī)中的調(diào)制解調(diào)器芯片需要在更小的制程下實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更低的功耗，以滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)于高清視頻通話(huà)、高速下載等需求。

二、從性能導(dǎo)向到能效導(dǎo)向的轉(zhuǎn)變

• 功耗約束下的能效優(yōu)化需求：在傳統(tǒng)的集成電路發(fā)展中，性能提升往往是首要目標(biāo)。然而，隨著芯片集成度的不斷提高和應(yīng)用場(chǎng)景的多樣化，功耗問(wèn)題日益突出。后摩爾時(shí)代，在一定功耗約束下進(jìn)行能效比的優(yōu)化成為重要需求和主要發(fā)展趨勢(shì)。例如在移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域，電池續(xù)航能力一直是用戶(hù)關(guān)注的重點(diǎn)，對(duì)于筆記本電腦、智能手機(jī)等設(shè)備，需要芯片在保證性能的同時(shí)盡可能降低功耗。這就促使芯片制造商在設(shè)計(jì)芯片時(shí)，采用更先進(jìn)的制程工藝、優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)以及探索新的低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)，如動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整（DVFS）等，以提高芯片的能效比。

• 數(shù)據(jù)中心的能效挑戰(zhàn)與需求：數(shù)據(jù)中心是能源消耗大戶(hù)，其中服務(wù)器等設(shè)備中的集成電路的能效對(duì)于降低數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)成本和環(huán)境影響至關(guān)重要。隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)的不斷增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心需要處理海量的數(shù)據(jù)，這就要求服務(wù)器芯片在高負(fù)載情況下保持高效運(yùn)行，同時(shí)降低能耗。例如，采用新型的架構(gòu)和技術(shù)來(lái)減少數(shù)據(jù)中心芯片在空閑狀態(tài)下的功耗，提高整體能效。一些企業(yè)開(kāi)始探索使用異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)，將CPU與GPU、FPGA等不同類(lèi)型的芯片組合使用，根據(jù)不同的任務(wù)需求分配計(jì)算資源，從而提高能效。

三、多功能集成的需求增長(zhǎng)

• 單一芯片多功能集成的趨勢(shì)：從過(guò)去單一功能優(yōu)化走向多功能大集成是后摩爾時(shí)代集成電路市場(chǎng)需求的一個(gè)重要變化。消費(fèi)者對(duì)于電子產(chǎn)品的多功能性需求不斷增加，例如智能手機(jī)不僅需要具備通信功能，還需要集成高性能的圖像處理、音頻處理、傳感器融合等功能。這就要求芯片能夠在一個(gè)芯片上集成多個(gè)不同功能的模塊，實(shí)現(xiàn)多功能一體化。像蘋(píng)果的A系列芯片，集成了CPU、GPU、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎等多個(gè)功能模塊，為用戶(hù)提供了豐富的功能體驗(yàn)。

• 系統(tǒng)級(jí)集成需求：除了芯片級(jí)別的多功能集成，系統(tǒng)級(jí)的集成需求也在增長(zhǎng)。例如在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，需要將控制、通信、傳感等多種功能集成在一個(gè)系統(tǒng)中，這就要求集成電路能夠與其他組件如傳感器、執(zhí)行器等進(jìn)行有效的協(xié)同工作。在汽車(chē)電子領(lǐng)域，汽車(chē)的智能化、電動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)使得汽車(chē)需要集成更多的電子系統(tǒng)，如自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)等，這對(duì)集成電路的多功能集成和系統(tǒng)協(xié)同能力提出了更高的要求。

后摩爾時(shí)代集成電路行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局

后摩爾時(shí)代集成電路行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局呈現(xiàn)出多方面的特點(diǎn)。

一、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)格局

• 美國(guó)的主導(dǎo)地位：美國(guó)在集成電路行業(yè)仍然占據(jù)主導(dǎo)地位。在技術(shù)研發(fā)方面，美國(guó)擁有眾多頂尖的科研機(jī)構(gòu)和高校，如斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院等，這些機(jī)構(gòu)在集成電路基礎(chǔ)研究、前沿技術(shù)探索等方面處于世界領(lǐng)先水平。在企業(yè)層面，英特爾、英偉達(dá)等美國(guó)企業(yè)在芯片設(shè)計(jì)、制造技術(shù)等方面具有強(qiáng)大的實(shí)力。例如英特爾在傳統(tǒng)的CPU制造領(lǐng)域長(zhǎng)期處于領(lǐng)先地位，英偉達(dá)在GPU領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于人工智能、游戲等眾多領(lǐng)域。在產(chǎn)業(yè)鏈上游，美國(guó)在IP EDA方面基本處于壟斷地位，這使得其他國(guó)家的集成電路企業(yè)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)很大程度上依賴(lài)美國(guó)的技術(shù)和工具。

• 其他國(guó)家和地區(qū)的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)：除美國(guó)外，亞洲地區(qū)的一些國(guó)家和地區(qū)在集成電路行業(yè)也具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。韓國(guó)的三星和海力士在存儲(chǔ)芯片領(lǐng)域占據(jù)重要地位，其在DRAM和NAND Flash等存儲(chǔ)芯片的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售方面處于世界前列。日本雖然在整體集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模上有所下滑，但在一些關(guān)鍵材料、設(shè)備制造等方面仍具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，例如在光刻膠、高端設(shè)備部件等方面，日本企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平較高。中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的臺(tái)積電是全球最大的晶圓代工廠(chǎng)商，其在芯片制造工藝方面處于領(lǐng)先地位，如率先實(shí)現(xiàn)7nm、5nm等先進(jìn)制程的大規(guī)模量產(chǎn)，為全球眾多芯片設(shè)計(jì)企業(yè)提供代工服務(wù)。

二、國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)格局

• 企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局：在中國(guó)大陸，集成電路企業(yè)呈現(xiàn)出多元化的競(jìng)爭(zhēng)格局。在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域，有海思、紫光展銳等企業(yè)。海思在被制裁前，其芯片產(chǎn)品在智能手機(jī)、通信設(shè)備等領(lǐng)域具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，例如其麒麟系列芯片為華為手機(jī)提供了強(qiáng)大的性能支持。紫光展銳在物聯(lián)網(wǎng)芯片、移動(dòng)通信芯片等方面也有一定的市場(chǎng)份額。在芯片制造方面，中芯國(guó)際是國(guó)內(nèi)最大的晶圓代工廠(chǎng)商，努力在先進(jìn)制程工藝上進(jìn)行追趕，雖然與國(guó)際領(lǐng)先水平還有差距，但在成熟制程方面已經(jīng)具備一定的規(guī)模和競(jìng)爭(zhēng)力。在封測(cè)環(huán)節(jié)，長(zhǎng)電科技、通富微電等企業(yè)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占據(jù)重要地位，并且不斷提升技術(shù)水平，向國(guó)際先進(jìn)封測(cè)企業(yè)看齊。

• 產(chǎn)學(xué)研合作競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)：國(guó)內(nèi)的產(chǎn)學(xué)研合作在集成電路行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中也發(fā)揮著重要作用。高校和科研機(jī)構(gòu)為企業(yè)提供了技術(shù)研發(fā)支持和人才儲(chǔ)備。例如清華大學(xué)、北京大學(xué)等高校在集成電路相關(guān)領(lǐng)域開(kāi)展了大量的基礎(chǔ)研究和前沿技術(shù)探索，一些科研成果能夠轉(zhuǎn)化為企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)力。同時(shí)，企業(yè)與高校、科研機(jī)構(gòu)之間的合作項(xiàng)目也不斷增加，共同攻克技術(shù)難題，提升國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)力。然而，與國(guó)際領(lǐng)先水平相比，國(guó)內(nèi)在產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新方面還存在一些問(wèn)題，如成果轉(zhuǎn)化效率不高、合作機(jī)制不夠完善等。

三、技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)

• 制程工藝競(jìng)爭(zhēng)：制程工藝是集成電路行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)關(guān)鍵焦點(diǎn)。隨著摩爾定律的發(fā)展趨緩，在先進(jìn)制程工藝方面的突破變得更加困難但也更加重要。國(guó)際上的企業(yè)如臺(tái)積電、三星等在7nm、5nm甚至更先進(jìn)制程工藝上展開(kāi)激烈競(jìng)爭(zhēng)，不斷提高晶體管密度、降低芯片功耗和提升性能。國(guó)內(nèi)企業(yè)也在努力追趕，中芯國(guó)際在制程工藝研發(fā)上持續(xù)投入，雖然在先進(jìn)制程的量產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)成熟度上與國(guó)際領(lǐng)先企業(yè)存在差距，但在14nm等制程上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并且不斷向更先進(jìn)制程邁進(jìn)。

• 新技術(shù)研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)：后摩爾時(shí)代的新技術(shù)研發(fā)也是競(jìng)爭(zhēng)的重要方面。例如在類(lèi)腦芯片、量子計(jì)算芯片等新興技術(shù)領(lǐng)域，各國(guó)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)都在積極探索。誰(shuí)能夠率先在這些新技術(shù)領(lǐng)域取得突破，誰(shuí)就有可能在未來(lái)的集成電路市場(chǎng)中占據(jù)有利地位。中國(guó)在一些新興技術(shù)領(lǐng)域也積極布局，如在類(lèi)腦芯片研究方面，國(guó)內(nèi)一些高校和企業(yè)已經(jīng)開(kāi)展了相關(guān)的研究工作，致力于開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的類(lèi)腦芯片技術(shù)。

后摩爾時(shí)代集成電路未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)

后摩爾時(shí)代集成電路未來(lái)將朝著多個(gè)方向發(fā)展。

一、技術(shù)發(fā)展方向

• 延續(xù)摩爾與超越摩爾并行發(fā)展：一方面，“More Moore”（延續(xù)摩爾）仍將持續(xù)發(fā)展，經(jīng)典CMOS將繼續(xù)向非經(jīng)典CMOS演進(jìn)，半節(jié)距繼續(xù)按比例縮小，并采用更多新的器件結(jié)構(gòu)如薄柵、多柵和圍柵等，進(jìn)一步提升晶體管密度和芯片性能。另一方面，“More than Moore”（超越摩爾）也將成為重要發(fā)展方向，這包括從單一功能優(yōu)化走向多功能大集成，如將不同功能的芯片或模塊集成在一起，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)的功能提升；還包括向第3個(gè)維度進(jìn)行等效的尺寸微縮或者集成度提升，探索三維集成電路等新技術(shù)，充分利用垂直空間來(lái)提高集成度 。

• 新興技術(shù)的融合與發(fā)展：量子計(jì)算技術(shù)、類(lèi)腦計(jì)算技術(shù)等新興技術(shù)將與集成電路技術(shù)不斷融合。量子計(jì)算芯片的研究有望帶來(lái)計(jì)算能力的巨大飛躍，雖然目前量子計(jì)算技術(shù)還處于發(fā)展的早期階段，但隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，量子比特的數(shù)量和穩(wěn)定性不斷提高，量子計(jì)算芯片可能會(huì)在密碼學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。類(lèi)腦計(jì)算技術(shù)將繼續(xù)發(fā)展，類(lèi)腦芯片可能會(huì)在人工智能領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用，其低功耗、高并行性等優(yōu)點(diǎn)將為人工智能算法提供更高效的硬件支持。此外，光計(jì)算技術(shù)也可能與集成電路技術(shù)相結(jié)合，利用光的高速傳播和并行性來(lái)提高數(shù)據(jù)處理速度。

二、市場(chǎng)需求導(dǎo)向下的發(fā)展趨勢(shì)

• 針對(duì)特定應(yīng)用的定制化芯片：隨著新興應(yīng)用領(lǐng)域的不斷發(fā)展，針對(duì)特定應(yīng)用的定制化芯片需求

芯片封裝清洗劑選擇：

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對(duì)清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會(huì)作為一個(gè)長(zhǎng)期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿(mǎn)足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類(lèi)。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長(zhǎng)枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等，這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤(rùn)濕劑、樹(shù)脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來(lái)而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹(shù)脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開(kāi)路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿(mǎn)足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國(guó)外廠(chǎng)商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國(guó)產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。

推薦使用合明科技水基清洗劑產(chǎn)品。