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后摩尔时代集成电路颠覆性技术有哪些？

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2021-05-16 08:52:58

据中国政府网消息，国家科技体制改革和创新体系建设领导小组第十八次会议5月14日在北京召开。会议专题讨论了面向后摩尔时代的集成电路潜在颠覆性技术。

业界认为，再过10年，芯片产业会进入后摩尔时代。当晶体管收缩不再可行时，创新不会停止，新材料、异构整合等会成为提高芯片性能的突破方向，如3D封装、第三代半导体、碳纳米管芯片、量子芯片等。

目前能看到实际应用前景的主要还是存储领域采用的3D堆叠技术，在先进制程采用的小封装技术以及在功率射频领域采用的三代半导体，这也是新材料的代表。

后摩尔时代，技术创新会变得更具挑战性。ASML认为，下一代芯片设计将包括更多奇特的材料，新的封装技术和更复杂的3D设计。半导体行业将把来自物理、化学、生物和计算机科学各个领域的工程师联系起来。这些设计将有助于生成现在甚至无法想象的消费产品。它们还将推动即将出现的下一波创新浪潮。

据了解，28纳米工艺以下各节点各厂商仍称为0.7X微缩，但闸级线宽却是约0.9X微缩，之所以摩尔定律继续有效，主要源于技术创新。如面积微缩法则，存储器芯片从2D进阶到3D。

3D NAND目前在存储芯片得到广泛应用，三星，海力士，镁光，长江存储都在沿着这个技术路径前进，存储也是半导体最大的细分市场。

同时，采用异构堆栈的3D封装技术越来越受产业重视，英特尔、台积电、三星等一线厂商积极布局，长电科技、通富微电、华天科技这三大国内封测厂亦有技术。

随着集成电路制造工艺技术的不断发展，对端口密度、信号延迟及封装体积等提出了越来越高的要求，促进了先进封装如凸块、倒装、硅穿孔、2.5D、3D等新型封装工艺及封装形式的出现和发展。

长电科技认为，3D集成技术正在三个领域向前推进：封装级集成、晶圆级集成和硅级集成。各种类型的堆叠集成技术被用于将多个具有不同功能的芯片集中到越来越小的尺寸中。

新材料方面，第三代半导体被寄予厚望。目前，第三代半导体材料中比较成熟的有碳化硅、氮化镓等。第三代半导体材料具有高频、高效、高功率、耐高压、耐高温、抗辐射等特性，可以实现更好电子浓度和运动控制，特别是在苛刻条件下备受青睐，在5G、新能源汽车、消费电子、新一代显示、航空航天等领域有重要应用。这方面也是国内与国外差距较小的领域，因此我们提的比较多，士兰微，三安光电，华润微等均有相关技术储备，并且北方华创等设备厂能够提供设备，未来，三代半导体将占半导体总市场的百分之15左右。

总结来看，在可以看到的时间内，逻辑芯片领域硅依然无法替代，在3nm以下的工艺领域有机光刻胶，合成树脂由于线宽原因将无法再使用，取而代之是无机光刻胶，也就是类似于前驱体的东西。 S雅克科技(sz002409)S S士兰微(sh600460)S S中芯国际(sh688981)S S长安汽车(sz000625)S S北方华创(sz002371)S

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