魏少军:以三维混合键合技术为代表的微纳系统集成将是延续摩尔定律的主要手段

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集微网消息,在2021年中国半导体封装测试技术与市场年会上,清华大学教授,国际欧亚科学院院士、中国半导体行业协会集成电路设计分会理事长魏少军在致辞中表示,以三维混合键合技术为代表的微纳系统集成,将是未来半导体延续摩尔定律的主要手段。

魏少军表示,中国半导体产业正处于一个重要战略转折点。在此之前,中国半导体产业还是以加工为主要特征,无论是制造业,还是封测业,都是为别人加工,甚至设计业也是为别人加工,自己本身的产品很少。但是经过近几年的努力,特别是从2021年开始,整个产业开始从以往的以加工为主要特征,转向以创新为主要特征,这是一种转略性的转变。

中国半导体行业协会近日公布的数据显示,2021年中国集成电路产业销售额为10458.3亿元,同比增长18.2%。其中,设计业销售额为4519亿元,同比增长19.6%;制造业销售额为3176.3亿元,同比增长24.1%;封装测试业销售额2763亿元,同比增长10.1%。

对此,魏少军指出,本世纪初期,封测业是国内半导体的第一大产业,设计业的全行业收入只有3亿元人民币,但是现在已经达到4519亿元,占比来到全行业的43.2%,崛起成为国内第一大产业。

随着设计业的崛起,封测业也一直在壮大,龙头并没有改变。特别是2014年以后,制造业的快速进步,又出现新一轮的增长点,去年销售额3176.3亿元,占比也超过了30%,封测业从原来三业中的第一名慢慢成为现在最后一位,虽然也稳步前进,但占比缩小到26.4%,并且不出意外的话还会继续缩小。

魏少军认为,三业比例的调整,昭示了中国半导体产业正处于从代加工转向创新为主要特点的重要的战略转折点,整个行业应该感到欣喜。其次,封测业的进步虽然相比之下不是那么明显,但它的发展其实昭示了整个半导体产业的未来。

“我们知道摩尔定律已经走到5nm,很快3nm可能也会进入量产,2nm也已经开始研发,相信在未来的十年当中,以今天的CMOS技术为基础的摩尔定律大概率就会走到尽头,因此我们靠目前的技术要想延续摩尔定律难度非常大,新的技术短期内也不大可能产生,也不大可能能够成为主宰我们这个行业发展的主要的技术。”魏少军解释,“因此工业界一定会寻找一种新的技术新的技术发展方向,那么以三维混合键和技术为代表的微纳系统集成,将是未来半导体延续摩尔定律的主要手段。”

他指出,如今英特尔在牵头做Chiplets的标准,前几年AMD已经将Chiplets技术用于高端CPU的设计制造中,现在人工智能芯片也在大量采用三维混合键合技术与计算存储结合在一起。可以判断,未来不久,就会出现一批这样的产品和创新面市,给半导体产业带来新的活力。

因此封测业尽管看起来是以加工为主要特点,并且普遍被认为技术含量不太高,但是半导体真正的未来可能还在封测业,因此该环节的技术进步是至关重要的,也对整个行业具有重要的引领作用。“这种键和技术为代表的微纳系统集成,虽然它看起来好像是一种封装集成技术,但是它本质上在改变整个产业的格局。”魏少军强调,“我们看到台积电不仅做前道,它的后道也很强,中芯国际也在从事这方面的努力,因此在未来,前道后道工序的结合,甚至在前道工序当中嵌入后道、后道当中集成入前道,已经成为一种大趋势。”

在此趋势下,对国内的封测业、设计业和制造业也提出了全新的挑战。“我们的设计要真正能够支撑摩尔定律前进,特别是充分把摩尔定律发挥到极致,就不可能不去考虑封测业因素,也不能不考虑制造。”他表示,“在混合键合技术发展的过程当中,设计仍然是一个重要的起点。我的团队最近在做一件很有意思的事情,很可能过一段时间就会发布,就是把存储器和我们领先全球的这个可重构计算软件定义芯片,通过键合的技术放在一起,在信号的带宽、运算的速度等方面都有了大幅度数量级的提升。这样的技术让我们真正体会到从设计开始就要开始考虑混合键合技术,就要和封测同行紧密结合在一起,共同设计、共同研究,制造业也是如此。”

因此魏少军认为,未来设计、制造、封测三业不可能再像以往一样泾渭分明,而是要紧密结合在一起,通过三业有机的交叉融合,才能真正使我们产业的技术得到进一步的提升。

责编: 刘燚
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