吴汉明院士:交叉学科在后摩尔时代发挥重要作用

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集微网消息,10月22日,2021年北京微电子国际研讨会暨IC WORLD大会正式召开。大会将从22日持续到24号共计三天,大会旨在聚焦产业发展的痛点、堵点和关键点,凝聚全球半导体产业的团体力量,汇集国际国内的行业龙头和企业精英,全面构建具有全球竞争优势的集成电路产业生态高地。

今日下午,中国工程院吴汉明院士发表以《交叉学科知识·后摩尔时代芯片技术发展》为主题的演讲。

集成电路行业有着这样一条金科玉律——摩尔定律,即集成电路上可容纳的晶体管数目,每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。按照摩尔定律,几十年来,我们都在追求在更小的芯片上塞满更多的晶体管,几乎两年翻一番。但物理学总是难以违逆的,摩尔定律目前已经持续逼近极限,随之而来的将是后摩尔时代。

吴汉明提到,后摩尔时代,基本上放弃了两年晶体管密度增加一倍的节奏;成本上,在28纳米以前每两年成本就有所下降,但是再往下走成本下降趋缓;在技术上的提升也趋缓,技术已经达到饱和状态。

不过,他认为后摩尔时代具备五个特点:一是技术方向依然在探索中发展;二是不仅仅刻意追求单一的线宽;三是技术范围增宽,涉及到日常生活的方方面面;四是市场碎片化,没有明显垄断;五是研发经费相对低廉。

与此同时,也带来了五大机遇:巨大创新空间、设备和其他条件没有那么苛刻、市场空间极大、创新中小企业容易存活并成长和产品研发容易启动。

从我国一家芯片制造企业去年的报表可看出,55nm及以上节点支撑了我国芯片制造产业的主体。因此,他认为,对于国产的原材料和装备等来说,55nm机会非常大。

接着,吴汉明谈到产学研的一些经历和想法。他提到,“去年到了浙江大学以后,我发现大学的课程设置基本是设计类,只有10%左右跟芯片制造相关。然而,我国集成电路产业最缺的恰恰是芯片制造,但学校在培养人才方面又没有成体系的培训和教育。”

芯片制造在集成电路产业链具有重要地位,需要一大堆的物理、化学、数学等工具,涉及到光刻、刻蚀、薄膜等前后端制造工艺,成套工艺做下来还涉及到很多学科。由此,吴汉明认为,我们在成套工艺的制造中,交叉学科的作用是非常重要的。

他提到,在集成电路制造中,成套工艺才是核心中的核心。单一的突破和进展不是他最关心的问题,他更关心成套工艺的情况,比如是不是可以把成千上万的晶体管在硅片上做出来。“成套工艺的支撑,才是芯片制造的一个集中体现,而成套工艺的终极挑战就是良率提升。”他补充到。

通过成套工艺,可以把离散的交叉学科凝聚起来,因此,在集成电路里面必须要加强产业与科研的结合、产业与教学的结合,以及教学与科研的结合。在此思路下,吴汉明在浙江大学做了个55nm 12英寸的平台,以期借此实现协同创新、人才培养和生态建设三大功能。

最后他分享了两个重要观点。一方面,他认为我国的集成电路发展还没有充分体现产业的引领作用。另一方面,他认为产业要引领,而产能也很重要。根据近几年的产能预测,中国大陆的产能在慢慢增长,他认为国内没有产能过热,未来产能还会有很多发展空间。

“科研是手段,产业是目的,产能是王道。”他一再强调。

(校对/holly)

责编: 刘燚
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