前瞻后摩爾時代，縱論當前產能不足。在6月9日于南京開幕的“2021世界半導體大會”主論壇上，來自學界、產業界的學者、專家論道半導體前景，共商中國產業發展。

“異質集成電路是繞道摩爾定律創新的途徑之一。”中國科學院院士、上海交通大學黨委常委、副校長毛軍發在主題演講中表示。提及需求與供給的矛盾，中國工程院院士、浙江大學微納電子學院院長吳漢明稱，“中國需要8個現有中芯國際的產能” 。

呼吁布局后摩爾時代

布局未來，才能有未來。在今年的世界半導體大會上，中國半導體的發展路徑備受學界和業界關注。

毛軍發在主題演講中表示，在摩爾定律放緩的情況下，中國需要前瞻部署后摩爾戰略領域，儲備關鍵戰略性研發項目。

一個需要提及的背景是，自1975年Intel創始人之一的戈登·摩爾提出摩爾定律后，集成電路一直沿著“當價格不變，每18個月晶體管的密度增加一倍、性能提升一倍”的路徑發展。但是，在晶體管尺寸接近物理極限、經濟成本越來越高的當下，集成電路發展遇到了挑戰，產業發展進入“后摩爾時代”，即如何在摩爾定律之外進行創新。

后摩爾時代，集成電路會沿著怎樣的路徑發展?毛軍發認為，一是繼續延續摩爾定律，制程技術進入3nm甚至1nm;二是繞道摩爾定律，在這個方向上，他看好異質集成電路。

所謂異質集成電路，即是將不同工藝節點的化合物半導體高性能器件(芯片)、硅基低成本高集成器件/芯片(都含光電子器件或芯片)，與無源元件或天線，通過異質鍵合成或外延生長等方式集成而實現。

事實上，產業界已經開啟了異質集成電路的實踐，Chiplet(小芯片、晶粒)即是典型技術之一。Chiplet是將不同規格、模塊化的小芯片(裸片)封裝為一顆芯片。長電科技首席執行長鄭力介紹，在扇出型封裝技術上積累了十余年，長電科技結合高密度的SiP封裝技術，面向Chiplet推出了包括2D、2.5D、3D等一系列Chiplet產品解決方案，并導入客戶。

Chiplet也備受臺積電、Intel、AMD等國際半導體大廠的重視。比如，AMD高級副總裁、大中華區總裁潘曉明在本次大會上介紹，早在2017年，AMD就在第一代霄龍處理器上率先采用了Chiplet技術，將4個系統級芯片(SoC)相互連接。

“異質集成電路發展面臨著多物理調控、多性能協同、多材質融合等挑戰。”毛軍發透露，未來10年，他的研究目標是將光電子和電子集成在一起，希望能夠突破異質外延生長工藝。

產能不足備受關注

今年以來，汽車缺“芯”成為熱門話題，市場出現了只問(芯片)交期、不管價格的情況。在本屆大會上，產能也受到業界關注。

“不僅是汽車，手機、數據中心，甚至消費電子也缺芯片。”國際半導體產業協會(SEMI)全球副總裁、中國區總裁居龍認為，缺“芯”是產能不足的體現。事實上，產能不足是全面性的，從先進制程產能到部分材料甚至是封裝基板，都出現了短缺。

“中國需要8個現有中芯國際的產能。”對于缺“芯”，吳漢明如此描述市場需求與產能供給的矛盾。

一個需要提及的背景是，高性能計算、移動互聯、自主感知、物聯網等一系列需求，正在不斷拓寬集成電路的應用領域，推升產業市場規模，也引發了整機商缺“芯”。

對于不斷增長的市場需求，居龍預測，集成電路超級周期開啟，今年全球集成電路將會有15%至20%的增長，市場規模突破5000億美元，產業明年將依然保持不錯的增長。在強大需求帶動下，除了晶圓制造，全球半導體封裝測試和設備產業都將迎來非常快速的增長，其中半導體設備今年大概有15%至25%的增長，封裝測試成長率則可能達到25%。

“分析2020年集成電路產品，采用10nm以下先進制程產能的只占到17%，另外占據83%市場的產品都是采用了相對成熟的技術節點。”吳漢明認為，從這個角度，提升集成電路產能要高度重視先進制程產線建設，也要看到成熟工藝的潛在發展空間。

記者了解到，在成熟制程上探索新的發展，希望將集成電路設計和制造創新一體化，吳漢明所在的浙江大學正在建設12英寸成套工藝研發平臺。這個平臺不僅給予“小批量、多樣化”的碎片化需求以創新、驗證機會，還希望實現產教融合，在新材料、新裝備、新零部件、新運營模式等產業鏈發展瓶頸上有所嘗試和突破。

“有創業公司采用40nm成熟制程工藝，通過異構集成，使得芯片達到了相當于采用16nm制程工藝的性能。”吳漢明強調，通過比較成熟的工藝研發先進產品，代表了未來的技術延伸，也是后摩爾時代的發展方向。

基于強大的市場需求及核心基礎地位，全球都在加碼發展半導體產業。居龍和吳漢明均強調，半導體是一個全球性產業，中國發展集成電路在加強自主的同時，也需要堅持和全球互動的“雙循環”模式。

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