蒋尚义:摩尔定律放缓是中国半导体追赶的机会

原标题:蒋尚义:摩尔定律放缓是中国半导体追赶的机会

台积电前CTO、武汉弘芯半导体制造有限公司总经理兼CEO蒋尚义

记者

彭新

编辑

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前台积电CTO蒋尚义,在履新武汉弘芯总经理兼首席执行官后首次公开露面。在7月19日的集微半导体峰会上,蒋尚义发表演讲,阐述当前半导体形势,提出未来全球半导体产业的发展途径——先进封装技术带来新的半导体世界。

蒋尚义1997年进入台积电担任研发副总经理,在台积电参与了从微米制程到20纳米甚至16纳米FinFET等重要制程节点,2013年退休时,蒋尚义除了是台积电共同首席执行副总,也是台积电联席营运营官(COO),并于退休后仍担任台积电两年董事长顾问。

根据武汉弘芯( HSMC )的官网信息,其总部位于武汉市临空港经济技术开发区,立志成为全球第二大 CIDM 晶圆厂,主要运营逻辑先进工艺、成熟主流工艺、射频特种工艺等。

蒋尚义指出,半导体业环境在近两年产生了巨大的变化。体现在摩尔定律作为三四十年引领IC业发展的强推动力,已然接近物理极限。虽然半导体仍会继续创新,但不会像以往这么快,冲击将非常大。

同时,与之相对的是系统设计在过去四五十年没有太大的改变,电路板和封装的技术发展相比芯片落后很多,如今芯片密度在二维空间超过电路板100万倍以上。未来系统技术发展瓶颈在于封装和电路板,业界已发展出先进封装技术来着力解决。

蒋尚义坦言,目前采用先进工艺的客户和产品也越来越少,只有极少数极大需求量的IC或能采用。据统计,采用先进工艺需投入5至10亿美元,销售5亿颗以上才有可能收回投资。

随着后智能手机时代的来临,对芯片的要求各有不同,种类繁多,变化快,但量不一定大,目前的生态环境已不再适用。而半导体应用市场的演变也触发了新的商业契机,近年来多元化应用需要各式芯片,芯片的需求更多元化,市场将不再掌握在少数厂商。

因而,为应对上述技术和产业的变化,解决封装和电路板的瓶颈,通过集成系统来使得使芯片之间连接的紧密度和整体系统性能类似于单一芯片,从而使成本降低,效能增加。依据不同系统,针对各单元的特殊需求,选择合适的单元经由先进封装和电路板技术重新整合称之为集成系统,这将是后摩尔时代的发展趋势。系统集成可由子系统集成开始,比如以往GPU与8个DRAM集成,通过先进封装整合成一颗芯片,大幅提升效能。

这与英特尔的思路类似,在此前旧金山结束的半导体技术大会SEMICON上,英特尔发布多项封装、互联技术,试图通过“堆叠”方案使水平布置的芯片上,垂直安置更多面积更小、功能更简单的小芯片。

采用先进封装,要考虑即便在芯片与芯片之间间隔很远的情形下,都能适用,从而可灵活定义系统,这就要求建立先进封装标准,让工艺与设计无碍地沟通,所有产品规格一致,从而构建完整的生态环境。

在半导体产业的生态环境中,供应链的组成涉及设备、原料、硅片工艺、封装测试、芯片和系统产品,环环相扣缺一不可,更重要的是彼此配合以达到系统性能的最佳化。因而在进行集成系统设计时一定要先了解系统的需求是什么,采用何种工艺可达到最佳效果。比如同样是7nm的工艺,如果事先规划好设计产品效能可提升20%。

蒋尚义认为,从整个系统层面来看,如何把环环相扣的芯片供应链整合到一起,才是未来发展的重心,封测业将扮演重要的角色。“有了先进封装技术,半导体世界将会是另一番情形。现在需要让沉寂了三十年的封装技术成长起来”。

他建议,对于国内半导体产业的发展,建一是建立三套完整的生态环境,分别针对高性能、低耗能、消费性产品等的需求;二是加速后摩尔时代的布局,开发集成系统的技术和建造所需的整体生态环境。

作者:彭新

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