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IMEC樂觀展望2010全球半導體產業(yè)

發(fā)布時間:2009-12-25 來源:IMEC

機遇與挑戰(zhàn):
  • 研發(fā)仍舊是關鍵
  • 2010年將是極具挑戰(zhàn)性的一年,機遇與挑戰(zhàn)并存
相關數據:
  • 22nm技術節(jié)點及以下的的CMOS技術仍舊面臨巨大的研發(fā)挑戰(zhàn)
  • 2D scaling與3D集成的聯合,使我們與摩爾定律保持同步


半導體業(yè)在摩爾定律推動下進步,如今又呈現一個More than Moore,超越摩爾定律(或稱后摩爾定律),究竟兩者有何不同以及如何來理解,發(fā)表一些淺見供業(yè)界參考。

首先是眾所周知的摩爾定律,即每18個月芯片上的晶體管數量增加一倍,有個前提在同樣的功耗下,否則就失去意義。由此實際上表示工業(yè)發(fā)展的思路,主要依靠縮小尺寸來增加晶體管的密度是首選。之前幾十年來,并未遇到阻礙,半導體業(yè)就是如此成長。然而,到2000年之后,工業(yè)才明確提出,芯片內的尺寸不是越小越好,如英特爾的奔騰處理器,當主頻繼續(xù)升高時,發(fā)現漏電流急速上升,表明此條路已無法走下去,奔騰4時代的終止。英特爾首先改變策略,提出要降低功耗及擴大處理器的功能,而幾乎放棄單純追求主頻的提高,導致迅馳雙線程及現在的多核處理器誕生,07年高k金屬柵材料的創(chuàng)新達到了新的高度。由此在半導體業(yè)界誕生了More than Moore,超越摩爾定律的摡念,即芯片發(fā)展要追求功耗下降及綜合功能的提高,實際上轉向更加務實的滿足市場的需求。業(yè)界有人把More than Moore,稱之為后摩爾定律是正確的,反映兩者之間,有不同但又有聯系。

到今天來看,摩爾定律的壽終正寢,可能在16納米時,即2016-2018年左右,可以理解為即便到那時尺寸還能縮小下去(技術上可行),但是由于經濟上成本太高,自然就很少被人采用。不過半導體業(yè)在任何時候,降低功耗,減少成本及提高功能總是正確的。因此后摩爾定律可能在這個時代更為適用,因為對于客戶來講,并不會去關心芯片里面究竟是多少納米尺寸。

正值2009年年末,我們不難發(fā)現全球半導體產業(yè)的銷售額正在不斷上升,庫存也在不斷下降,產量已經恢復到2008年金融風暴之前的水平。但是,沒有人能夠確定此次的復蘇是否只是暫時性,因此,多數半導體廠商對未來表示樂觀的同時,仍舊采取謹慎小心的態(tài)度,在保持fab接近滿產的情況下,不再擴大產能。

回顧過去,金融危機并沒有推遲半導體的發(fā)展路線,但是卻改變了產業(yè)的格局,有的整合,有的破產,無論大、小公司不得不降低成本,節(jié)省開支,投資額則相對減少。比較明顯的是體現在設備供應公司,2009年上半年訂單銳減,導致一些設備公司出現零訂單的局面,對整個設備業(yè)造成巨大打擊。

研發(fā)仍舊是關鍵
反觀過去幾次金融風暴(如2002年),持續(xù)研發(fā)對于各家公司來說,是快速從危急中復蘇的關鍵手段。然而,此次的危機使得一些公司降低了研發(fā)的支出。

IMEC目前正在做一項預競爭研究,即與半導體制造商、設備及材料商一起合作,就研發(fā)的外購部分、成本及風險進行調研,此項研究對于一些創(chuàng)新公司極具吸引力,提供了一個高效低成本產品競爭方案。

目前整個半導體產業(yè)正在探索兩條道路:一種是繼續(xù)縮小尺寸traditional scaling,還是More Moore,后摩爾定律,注重功耗降低及性價比的提高。尤其是新材料的開發(fā)會使產業(yè)更加創(chuàng)新發(fā)展,朝著更小尺寸、更高密度發(fā)展,而后摩爾定律More than Moore更是推動了CMOS的技術發(fā)展。

后摩爾定律仍有很長一段路要走
22nm技術節(jié)點及以下的的CMOS技術仍舊面臨巨大的研發(fā)挑戰(zhàn),但是我們正在尋求更快更好的解決方案。高密度固態(tài)存儲設備的需求不斷增加,必將需要集成密度成指數級增加。

2D scaling是增加集成密度的首要方法。但是考慮到技術挑戰(zhàn),單靠2D scaling無法推動技術發(fā)展。幸運的是,3D集成技術已逐漸成熟,2D scaling與3D集成的聯合,使我們與摩爾定律保持同步。

樂觀與謹慎
究竟2010年產業(yè)將如何發(fā)展?目前的復蘇是長久性的,還是暫時性的?多重跡象表明,產業(yè)正處于復蘇階段,但是仍舊非常脆弱,可能與全球經濟的大環(huán)境緊密相關。

盡管2010年將是極具挑戰(zhàn)性的一年,但是相信對于創(chuàng)新公司來說,機遇與挑戰(zhàn)并存。研發(fā)的持續(xù)投入以及新興市場的開發(fā)對于未來必定會有所幫助。
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