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吴汉明 中国工程院院士吴汉明:关于我国芯片制造的一些思考

此前,半导体中国在上海隆重举行。在同一个高峰论坛上,中国工程院院士、浙江大学微纳电子学院院长吴汉明发表了题为《关于中国芯片制造的几点思考》的演讲。他首先指出,集成电路产业面临两大壁垒,即政策壁垒和产业壁垒。其中,政治壁垒包括众所周知的《巴统协定》和《瓦森纳协定》,而产业壁垒则体现在全球半导体龙头受益于早期布局,积累了丰富的知识产权,给中国半导体带来了巨大挑战。比如他说,整套工艺的研发要花费70亿人民币,几千人工作四年才能完成,可见集成电路行业的困难。

吴汉明院士进一步指出,近年来集成电路行业发生了一些新的变化,他以20nm为例描述了这些变化。从他提供的数据可以看出,单个晶体管的成本从28nm增加到20nm。这就把我们带入了所谓的后摩尔时代,为此芯片行业需要找到新的技术来支撑芯片向前发展。

他强调,如下图所示,后摩尔时代,在高性能计算、移动计算、自主感知等应用的驱动下,我们更应该关注逻辑技术、基本规则缩放、性能助推器、PPA缩放、3D集成、内存技术、DRAM技术、Flash技术以及新兴的非易失性存储技术,已经实现了如下图所示的PPAC目标。

谈到芯片制造,我们面临三大挑战,包括精密图形、新材料和提高产量。

吴汉明表示:“除了技术,晶圆厂、R&D和设计成本是芯片行业面临的另一个重大挑战。他指出,如下图所示,假设一条生产线能够生产32nm芯片,成本高达45亿美元,研发成本高达9亿美元,设计成本也是1亿美元。在16nm,晶圆厂的建设成本已经达到90亿美元,研发成本增加到18亿美元,设计成本也上升到22亿美元。整体成本相比32亿美元翻了一番,可见芯片不断小型化带来的巨大成本挑战。

吴汉明继续说道:“虽然芯片的成本一直在增加,但放缓的摩尔定律给追逐者带来了机会。

不过,吴汉明院士也强调,即便如此,中国集成电路产业仍然需要关注一个关键问题,那就是产能。据统计,产能排名前五的晶圆厂包括三星、TSMC、美光、SK海力士、装甲人,中国大陆的公司都不在其中。随着科技的发展,对芯片产能的需求会越来越高,所以我们必须更加重视产能。

吴汉明院士也指出,如下图所示,现在83%以上的芯片产能集中在10 nm以上的节点,所以在他看来,这些所谓的老节点还是有很大的创新空。

为此,吴汉明院士指出,在后摩尔时代,我们面临着百年未有之大变局。既要重视先进技术,也要重视特色技术、先进封装和体系结构,这对当前中国集成电路具有重要意义。

同时,吴汉明院士对创新体系中企业与科研院所/高校的关系提出了自己的建议。

吴汉明最后表示:“同时,浙江大学将搭建完整的工艺研发平台,为中国集成电路产业发展贡献力量。

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