深先进首席科学家王序进院士受邀在CHIP China晶芯研讨会演讲
发布日期：2023-03-10
2023年3月9日，“拓展摩尔定律——半导体先进封装技术发展与促进大会”CHIP China晶芯研讨会在深圳国际会展中心希尔顿酒店举行。深圳市先进封装科技有限公司首席科学家、深圳大学微电子研究院院长、半导体制造研究院院长王序进院士受邀进行演讲，演讲主题《半导体产业发展机遇与挑战》。
近年来，先进封装市场已成为一条快速赛道，传统封装技术演进到先进2.5D/3D封装技术已经成为未来的重点发展方向。“芯片国产化”的兴起带动封装需求，同时先进封装技术开始积极布局，各类国际事件使各界开始认识到芯片国产化迫在眉睫。
讨论内容如下：
通过回顾一下半导体行业的历史和摩尔定律的发展，未来先进封装技术存在机遇和挑战。目前半导体行业也面临着一些痛点，如“卡脖子”难题、人才缺口、需要大量资金投入的芯片制造等。针对这些问题，王序进院士提出了一些建议，以期能够更好地应对这些挑战并推动行业的发展。
材料、设备国产化率低。王序进院士介绍了芯片制造的典型工艺流程，芯片半导体的生产离不开材料和高端的设备，刻蚀、CMP、CVD、PVD、光刻机、量测等一系列工艺环节之间国产化率较低，短时间难以突破，需要行业沉淀积累。摩尔定律已到极限。王序进院士介绍了摩尔定律的发展历程和面临的挑战。芯片的经济成本、芯片的散热、物理学的极限(接近原子的大小) 来说，工艺节点不可能无限缩小下去。如果把晶体管数量增加一倍，那就可以以同样的成本把芯片的运算速度提升一倍，这也需要晶体管尺寸大大缩小。对于半导体厂家来说，摩尔定律为它们指出了一条发展路径。然而，要沿着这样一条路径走下去，半导体厂家就必须要有创新。戈登·摩尔 (Gordon Moore) 于 1965 年在美国的《电子》杂志上发表了一篇文章，预测集成电路上的晶体管数量将以每年翻一番的速度增长。10 年之后，他又修改成了晶体管数量每两年翻一番。他的这个预测被后来几十年全球半导体芯片的发展所证实，因此被人们称为摩尔定律。王序进院士指出当前科学技术发展日新月异，半导体技术革新周期在缩短，目前电子产品正朝着小型化、高性能等方向发展，从产品方面也进一步推动摩尔定律的发展。当摩尔定律进入了几十纳米以下的时候，因为设备越来越贵，能够参与其中的玩家越来越少。28nm以下的芯片存在最大的问题是——成本。每个节点成本基本高出50%，但性能却并不如原来也能提高50%，能够提高10%的性能就已经不错。未来半导体技术分叉路径一定要走对。王序进院士分享了近30年的半导体历程，从上世纪80年代后期，日本半导体开始衰落，有美国等对手的打压和反击，但更多的还是日本自己战略和战术犯了错误，才导致行业的衰退和野心的挫败。美国打压固然是一记重锤，但牢固的堡垒往往只能从内部击溃。20世纪80年代，是日本半导体制造的黄金时代。在最鼎盛的1988年，日本半导体产品占据世界总产量的近一半，是名副其实的生产大国。截止到1990年，全球十大半导体厂商榜单中，日本企业高达6席。经济危机需要新的科技创新。每一次科技发展过快后的停滞，必然引起一次经济危机，在现代社会，科技周期对经济周期有着最为关键的影响。半导体行业每隔3～4年左右就会出现一次繁荣和萧条交替的“硅周期”，目前王序进院士预测，相较从前这次如果要走出危机，可能需要更长的时间。虽然有电动车的需求，但是电动车的影响面还是不够，还不足以推动整个的芯片产业。业内普遍认为，所谓“硅周期”是指半导体业的繁荣期与调整期的相互交替，通常以四年为一个周期。据业内相关统计，近二十年来，全球半导体产业经历了4~5轮“硅周期”，而导致这种现象的最主要原因是产业链的供需关系。目前终端需求下滑，头部的企业已经开始出现下行。
