芯片產業和半導體技術創新動向

徐偉

摘要：在信息社會持續發展進步的過程中，芯片以及半導體對其發展起到了重要的保障作用?，F階段，半導體技術以及芯片產業已經成為世界各國高度重視的技術和產業，都在全力地開展著創新和突破。兩者的實際發展水平以及在全球分工中占據的位置，可以對一個國家在全世界這個科技競爭大環境下的實際地位產生直至關重要的影響。因此，本文便針對芯片產業以及半導體技術創新動向做出分析和研究。

關鍵詞：芯片產業;半導體技術;創新

前言：對于芯片產業以及半導體技術的創新發展來講，其對于一個國家的發展能夠產生重要的推動作用?，F階段芯片已經逐漸發展出多種系列規格，比如從處理信號的類型上能夠將其分為數字芯片以及模擬芯片，站在功能角度來分，又能夠劃分為微處理器芯片以及存儲芯片等等?，F階段芯片產業以及半導體技術正在成為我國國民經濟發展的一個重要基石，屬于我國在世界范圍內角逐的一個關鍵內容。

一、芯片產業創新發展趨勢分析

結合芯片的實際發展歷程來看，長期以來表現出了低功耗以及微型化的發展特征，同時其發展速度方面具備著較為明顯的高速化發展特性，而且多年來一直都是摩爾定律在促進以及影響著其實際發展態勢。近幾年，對于摩爾定律來講，有所放緩，這使得芯片產業的發展開始迎來一個新的拐點：

（1）目前現有技術處于極限狀態

芯片產業經過50多年的快速發展，目前已經能夠將微觀器件加工面積有效縮小到將近1萬億倍，曾有研究指出，對于芯片行業來講，一般每隔20年，便會遇到一些新的危機，目前來看，此行業正處于危機循環節點，所以下一步究竟是“延續摩爾”或者是“超越摩爾”仍然屬于該芯片產業需要探討的話題[1]。

（2）新型技術的突破

現階段一系列新型技術爭相崛起，芯片產業正處于激烈競爭的狀態。具體技術種類如下：

第一種為新架構晶體管技術，此項技術一般包括以下幾種：一是互補場效應晶體管，二是遂穿場效應晶體管等。

第二種為新材料晶體管技術，此項技術一般包括以下幾種：一是第三代半導體材料，二是是碳基納米材料等。

第三種為新型存儲芯片技術，此項技術一般包括以下幾種：一是是磁性存儲器，二是是鐵電存儲器等。

第四種為新架構芯片技術，此項技術一般包括以下幾種：一是神經形態，二是深度神經網絡等。

（3）產業組織的調適

現階段隨著芯片開始向著大規模集成電路以及芯片級系統方向發展，其相應的產業組織也逐漸地開展調適工作，在這種背景下芯片產業商業模式開始出現較大的變化。以往較為傳統的商業模式演變如下：

一是系統廠商主導，二是集成設備制造商，三是無工廠芯片供應商以及代工兩者之間有機結合，四是輕晶元模式，五是硅知識產權設計，現階段這些模式開始逐漸向著適應小芯片以及異構集成的集群虛擬垂直整合模式不斷演變，這一新的商業模式將會給芯片產業帶來新的發展機遇。

（4）芯片市場格局出現變動

目前芯片市場規模基本上可以達到5000億美元，對于美國來講其實際占比一半左右，所以遠超其他國家以及地區，但是對于整個包括中國在內的亞太地區來講，其一直呈現出快速增長的態勢，目前約有75%以上的芯片生產線基本上都在亞洲地區。

二、半導體技術創新發展趨勢分析

（1）重視封裝

結合現狀來看，對于芯片制造工藝而言，其已經進入到了5nm節點，可以說越發接近物理極限。在這種背景下部分學者以及專家明確強調，處于后摩爾定律時代，隨著制造工藝達到瓶頸狀態，整個業界對待芯片制造的態度，將不會再單純地考察以及衡量線寬、線距或者是集成度的尺寸，也不會再將這些內容作為評定企業制造水平的關鍵指標，開始更多地考慮怎樣去提升系統的性能或者是怎樣在整個微系統當中提升集成度，所以半導體技術當中封裝環節將會呈現出越來越重要的價值和作用[2]。

結合現狀來看，伴隨著科技發展而逐漸誕生的一些新興市場，（如：5G領域以及智能手機領域）也陸續地對封裝環節有了相對較高的要求，對于這種形勢來說，其將會推動封裝技術快速地向著以下幾個方面發展：即一是系統集成方向，二是三維方向，三是超細節距互連等。所以先進封裝將會逐漸成為半導體技術的一個主要創新發展方向，其中微型化以及集成化將會成為先進封裝技術發展的兩個主要趨勢，而且先進封裝將有可能在射頻芯片、人工智能以及互聯網等一系列領域大放異彩。

（2）重視特色工藝

隨著后摩爾時代的迅速到來，對于先進制程的研發而言逐漸進入到了發展瓶頸階段。而在這一形勢下，因為特色工藝本身并不過于重視器件尺寸方面的縮小，并且有著工藝發展相對較為成熟等相應優勢，所以開始成為后摩爾定律時代背景下能夠進一步提升以及優化芯片性能的核心“利器”。近幾年，由于受到新型技術的強力推動，使得新興市場開始對特色工藝有著越來越大的需求量。而且這種需求在半導體產業進一步發展還有終端應用開始變得更加多樣化的情形下，也呈現出了快速增長的態勢，比較典型的特例便是智能卡或者是分立器件等一系列半導體芯片種類，都對特色工藝有著非常大的需求。

結語：綜上所述，在信息化以及智能化時代不斷發展進步的背景下，芯片產業以及半導體技術創新發展將會成為一個國家信息社會持續向好發展的主要推動力，其也能夠影響到一個國家的國際競爭地位，對國家的健康長遠發展產生深刻的影響。本文針對芯片產業創新發展趨勢以及半導體技術創新發展方向做出了分析和研究，以此來促進我國芯片產業以及半導體技術持續向好發展，從而推動我國在科技競爭方面的國際地位能夠得到進一步提高。

參考文獻：

[1]王超. 美國20世紀90年代半導體芯片技術產業復興的經驗分析[J]. 網絡空間安全，2020，11（3）：100-105.

[2]鄭小龍. 砥礪前行，推進半導體產業的"芯"潮[J]. 電子產品世界，2021，28（3）：14-15，18.