全球超2/3的手機、平板電腦等終端產品在中國制造，世界排名前20的集成電路企業有1/3來自中國

后摩爾時代，“中國芯”將迎戰略機遇期

■本報記者 沈湫莎

根據摩爾定律，集成電路上可容納的元器件數量每隔18個月就會增加一倍，性能也由此提升一倍。不過在昨天舉行的2019浦江創新論壇“新一代集成電路技術”分論壇上，演講嘉賓卻提前給摩爾定律“判了死刑”——摩爾定律已逼近其極限，性能、功耗、成本三大要素中的任何一項，都有可能成為它的終結者。

專家認為，后摩爾時代，集成電路從業者不應一味關注芯片尺寸，而應注重多樣性，材料、器件、工藝等都可能導致信息產業的范式變革，這對中國集成電路產業來說，機遇與挑戰并存。

別再糾結芯片大小，新技術將帶來新氣象

28納米、14納米、7納米……去年是集成電路發明60周年，60年來，集成電路以驚人的速度在縮小，現在1平方厘米硅片上可以集成超過50億個晶體管。但同時，“變小”的費用令人咋舌，中國工程院院士許居衍不禁發問，光刻成本已占到芯片制造成本的50%以上，根據具體設計不同甚至可高達70%，再縮小，成本吃得消嗎？

集成電路歷經60年發展，至今未突破“硅-馮諾依曼”范式。所謂“硅-馮諾依曼”范式，就是用硅的二進制編碼表征事物的特征及其演變過程與結果，其中硅是集成電路的主要材料，馮諾依曼結構是集成電路的計算方式。

中國科學院院士、中國科學院微電子器件與集成技術重點實驗室主任劉明認為，性能、功耗、成本三個要素中總有一個會率先發展到極限，從而目睹摩爾定律走到盡頭。

許居衍說，如果不再糾結于芯片大小，有許多技術可為集成電路產業帶來不一樣的新氣象，大數據、物聯網、深度學習、機器與自動化等技術都可能改變集成電路產業現有的發展范式。

在劉明看來，異形結構和新型計算會成為后摩爾時代集成電路發展的驅動力。事實上，這正是打破“硅-馮諾依曼”范式的兩條路徑。她說，未來全球集成電路產業同用一種技術路線的狀態將會被打破，而將是一種多元化技術路線共存的狀態，在此基礎上，不同技術路線交叉融合，進而衍生出更加多元化的技術路徑。

拐點已現，中國集成電路產業未來可期

許居衍說，硅微電子發展在2016年已出現拐點，拐點的出現意味著產業進入成熟期，研發收益迅速下降，有必要考慮轉向下一代技術。他預計在2040年以前就會找到硅晶體管的替代品，事實上，量子芯片、DNA芯片等已開始嶄露頭角。

中國集成電路產業會因此迎來“彎道超車”嗎？劉明認為，新器件及三維集成技術將對集成電路的創新和產業格局產生顛覆性影響，這將成為我國自主創新的重要機遇。不過她同時強調，器件持續微縮的摩爾定律路線是集成電路創新的基礎，必須夯實。以新材料為例，一項新技術如果不能和現有的集成電路硅平臺很好地兼容，就不會有較大發展。

“集成電路從來不是單一追求縮小尺寸，而是要和更多產業融合。”她強調，市場是集成電路發展的驅動力，即便進入后摩爾時代，這一屬性依然不會改變。今年一季度，華為在全球智能手機飽和的情況下銷量大漲50%，彰顯了這一優勢。據統計，全球超過2/3的手機、平板電腦等終端產品在中國制造，世界排名前20的集成電路企業有1/3來自中國。

龐大的市場，加上自主創新的實力，讓與會嘉賓對“中國芯”的未來信心滿滿。據最新預測，2018至2023年，中國集成電路市場年均復合增長率將達8%，而中國集成電路產業的年均復合增長率將達15%。