刘明院士:芯片靠尺寸微缩能走多远?发展高端芯片该走哪条路

澎湃新闻记者 张静

2021-09-16 08:47 来源:澎湃新闻

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集成电路的发展是尺寸微缩驱动的发展,但如今单纯依靠尺寸微缩带来性能提升的红利空间已逐步缩小。尺寸微缩到底能走多远?集成电路的发展该选择哪条道路?
9月15日,在第二届中国(上海)自贸区临港新片区半导体产业发展高峰论坛上,中国科学院院士、复旦大学芯片与系统前沿技术研究院院长刘明表示,如果微缩道路走不下去,用传统集成电路制造技术来做先进封装是一条可以选择的道路。“目前基于先进封装的集成芯片已经成为高性能芯片的首选,在同等工艺节点下,如果采用先进封装进行芯片的集成,大概能实现15%性能提升,相当于一代技术的进步。”集成电路是信息产业的基石,为互联网、手机、云计算等领域高速发展提供了硬件基础支撑。刘明表示,晶体管和集成电路是20世纪最伟大的技术发明,经过几十年发展,集成电路成为一个独立行业,2018年产值接近4700亿美元,并且仍在快速发展。
集成电路是一个规律发展的行业,工艺技术每18-24个月更新一代,新一代技术和上一代相比,面积缩小,性能提升,功耗降低。集成电路的发展是尺寸微缩驱动的发展。在尺寸微缩历程中,无论是材料、器件结构、光刻技术、封装,乃至EDA工具,甚至商业模式,都在不断全面创新。
“单纯靠尺寸微缩,我们就可以为芯片性能提升带来非常大的红利。”刘明表示,以处理芯片为例,在最美好的时期,单纯靠尺寸微缩,算力每年可以提高52%,这是计算机高速发展的重要推动力。
但这一红利空间已经逐步缩小,“现在单纯靠尺寸微缩带给处理芯片的性能提升已经只有3%左右,很大程度的性能是靠架构并行处理实现的。”
尺寸微缩到底能走多远?集成电路的发展该选择哪条道路?刘明表示,如果微缩道路走不下去,用传统集成电路制造技术来做先进封装是一条可以选择的道路。
“目前基于先进封装的集成芯片已经成为高性能芯片的首选,在同等工艺节点下,如果采用先进封装进行芯片的集成,大概能实现15%性能提升,相当于一代技术的进步。”她表示,在没有先进光刻机来发展先进制程的情况下,基于先进封装集成芯片是摆脱限制,发展自主高端芯片的必由之路。
刘明呼吁,能否在上海建立一个集成芯片开放平台,吸引不同人才共同努力,形成我国的规范标准,最终形成自己的生态。此外,对于科学研究,刘明认为,这需要积累,需要科学家坐冷板凳,从前瞻研究到市场应用更加需要再次创新和时间的周期。
“商业模式创新在中国是很集中的,也很容易拿到资本的支持,但是底层技术和基础产业如何坚守和获得支持,才是我们国家能长远走得好、走得稳更重要的基础。”她表示,今天集成电路很热,大家就追随热门,这对IC这种时间性产业是非常难形成学习曲线的,也非常不利于这个行业的发展。
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责任编辑:李跃群
校对:刘威
澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 集成电路,高性能芯片

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