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刘明院士:集成芯片新技术对我国半导体产业意义重大

来源:爱集微

#集成电路#

#复旦#

05-21 21:33

集微网消息,作为庆祝复旦大学建校117周年系列活动之一,5月21日,中科院刘明院士进行了主题为“集成电路的创新发展之路”的线上讲座。

讲座中,刘明院士简要梳理了集成电路器件发展的历史,总结这一产业呈现出制造为主的发展路径,为了推进晶体管尺寸从微米到纳米的微缩,产业界与学术界在器件材料和结构上进行了一系列创新,制造工艺与设备也日趋复杂,她以EUV光刻机为例,讲解了分辨率等工艺要求对其光源、照明、物镜、控制系统带来的挑战,堪称迄今为止人类制造的最复杂、精度最高的机器,也是全球产业界合作的产物。

刘明院士随后以英特尔处理器技术节点为例,指出Dennard缩放比例定律进入新世纪以来逐渐失效,集成电路的发展进入一个新的历史阶段,即从制造技术发展为主要驱动力,进入制造与设计协同发展的阶段,SoC的兴盛是主要标志,不过随着晶体管密度的进一步提高,设计所能够提供的“红利”也越来越小,先进制程芯片设计、制造成本大幅提高,设计与验证也越来越复杂。

刘明院士还指出,先进制程芯片面临着光刻“面积墙”的约束,单晶片(die)面积已达到828平方毫米,逼近光刻机图形投影能力极限,同时,随着die的面积增大,制造的良率也会大幅下降,700平方毫米以上的die良率可能只有不到30%,商业化门槛越来越高。

针对这样的挑战,刘明院士提出集成电路产业将进入系统、设计、制造协同发展的新阶段,她特别提到芯粒(Chiplet)这一新兴概念,即从系统需求出发,将预先制作、具有特定功能的小面积die二次集成,可以突破“面积墙”的限制,突破现有封装技术下互连距离的限制,也可以大大缩短设计周期,可以采用相对成熟的工艺,最终实现更先进制程芯片的性能,这在短期内无法解决光刻机困局的情况下,对我国产业发展意义尤为重大。

刘明进一步展望芯片形态的演进,指出随着物联网时代的到来,未来芯片产品将呈现碎片化、多样化特点,以往“大芯片”的优势地位将会削弱,集成芯片的技术可以更好适应未来产品特征,大大降低设计门槛,实现设计、制造等能力之间的进一步解耦,在中国终端硬件的强大市场优势下,这条技术路线或将建立起中国自己的技术标准体系,最终形成繁荣的产业生态。

(校对/Aki)

责编: 乐川

Mike

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