專欄︱讓摩爾定律光環(huán)照亮中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)

摩爾定律，在半導(dǎo)體業(yè)中人人皆知，然而它與中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的發(fā)展有什么關(guān)系？恐怕一時(shí)難以馬上回答。

如何看待摩爾定律，站在不同立場(chǎng)可能有不同的解釋?，F(xiàn)階段定律即將止步的討論，可能會(huì)更加引發(fā)業(yè)界的深刻興趣。

定律的光環(huán)

定律尤如一盞明燈，讓企業(yè)義無(wú)反顧的去信奉它，追隨它。因?yàn)槎稍杏粋€(gè)十分強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)規(guī)律。在每?jī)赡陜?nèi)如果您的企業(yè)跟不上定律的步伐，不能前進(jìn)至下一個(gè)工藝制程節(jié)點(diǎn)，就可能被淘汰出局。所以眾多企業(yè)為了生存，爭(zhēng)取前位，而不惜投資跟蹤。

因此定律實(shí)際上是一種自我激勵(lì)的機(jī)制。在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),眾多 fabless 都愿意迅速采用下一代先進(jìn)的工藝制程，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步,這就是定律的魔法所在。比較典型的如在蘋果手機(jī)中，己從 A4 進(jìn)步到 A10 處理器，一顆 16 納米制程采用 FanOut 封裝的芯片，在臺(tái)積電加工。

顯然，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)是理性的，在工藝制程進(jìn)入到 28 納米之后，由于工藝研發(fā)與設(shè)計(jì)費(fèi)用的高聳,逼迫許多頂級(jí)的 IDM 廠要作出決斷，包括如 NXP，F(xiàn)reescale，STMicron 等公開(kāi)聲言,它們執(zhí)行輕晶園廠策略（fab-lite），意即不再跟蹤定律,而開(kāi)始擁護(hù)代工，導(dǎo)致全球代工如日中天的火紅增長(zhǎng)。

摩爾定律是什么？有人理解它是”大者恒大”，這樣的觀點(diǎn)具有普遍性。因?yàn)榻?50 年來(lái)的實(shí)踐，產(chǎn)業(yè)內(nèi)的分化日趨激烈，然而”大者恒大”，是不變的規(guī)律。如典型的存儲(chǔ)器業(yè)中,從幾十家到現(xiàn)在只剩下 DRAM 的三家及 NAND 的四個(gè)組合，未來(lái)中國(guó)欲加入，業(yè)界正密切關(guān)注最后的結(jié)局。又如半導(dǎo)體設(shè)備業(yè)中，之前全球也是幾十個(gè)廠家經(jīng)過(guò)殘酷的競(jìng)爭(zhēng)，如今每個(gè)設(shè)備類別中幾乎只剩下約二家。

中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)跟不上定律的節(jié)奏

眾所周知，中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的發(fā)展與全球先進(jìn)地區(qū)之間存在很大差距，是不同步的，據(jù)估計(jì)在芯片制造業(yè)中至少落后兩個(gè)先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)制程。

近期見(jiàn)到臺(tái)積電公布它的 10 納米及 7 納米先進(jìn)制程進(jìn)度，如 10 納米于 2016 年上半年試產(chǎn)，開(kāi)始量產(chǎn)時(shí)間為 2016 年第四季，地點(diǎn)為中科 12 英寸晶園廠 Fab15 的第 5 至第 7 期，主要客戶及產(chǎn)品為蘋果 A11 應(yīng)用處理器，高通 ARM 架構(gòu)的 HPC 處理器，聯(lián)發(fā)科 HelioX30 手機(jī)處理器及海思 Kirin 手機(jī)處理器與網(wǎng)絡(luò)處理器。而它的 7 納米，試產(chǎn)時(shí)間 2017 年上半年，量產(chǎn)時(shí)間為 2018 年第 1 季。地點(diǎn)與 10 納米相同,主要客戶為 Xilinx 的 FPGA 及 Nvidia 的新一代 Volta 繪圖芯片(GPU)。

分析其中的原因是復(fù)雜及多方面的，肯定有西方主導(dǎo)的瓦圣納條約的技術(shù)封鎖問(wèn)題，也有產(chǎn)業(yè)發(fā)展處于不同的階段。如中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的發(fā)展尚處在需要國(guó)家資金來(lái)推動(dòng)的初級(jí)階段，而不是完全市場(chǎng)化。因此當(dāng)對(duì)手們?cè)谀阕肺亿s的發(fā)展階段，而中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)尚需要國(guó)家資金的哺育。所以正如有些專家所言，中國(guó)的芯片制造企業(yè)是死不了，也不太可能趕上快的節(jié)奏。

定律轉(zhuǎn)型中國(guó)尚有機(jī)會(huì)

未來(lái)摩爾定律實(shí)際上向三個(gè)方面發(fā)展，第一，繼續(xù)走尺寸縮小道路，可以預(yù)計(jì)大約還有 2-3 個(gè)節(jié)點(diǎn)，至 5 納米左右，定律接近物理極限。目前推動(dòng)尺寸縮小主要是高性能計(jì)算市場(chǎng)的需求。第二，是異質(zhì)集成，如人工智能與物聯(lián)網(wǎng)等需求，它的目的是把不同工藝的產(chǎn)品，包括 RF，MEMS，Sensor，image 等，采用 SiP，2.5D,3D 封裝工藝集成一體。因此主要是采用成熟制程工藝。由于定律剛開(kāi)始轉(zhuǎn)型，如英特爾，臺(tái)積電，包括中芯國(guó)際等己經(jīng)開(kāi)始跨入后道封裝工藝，似乎表明中國(guó)尚存機(jī)會(huì)。而第三方面主要尋求新的材料及晶體管架構(gòu),目前尚偏重于基礎(chǔ)研究階段。

讓摩爾定律光環(huán)照亮中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)

盡管集成電路尺寸縮小的道路己難深入下去，眾多芯片制造廠商面臨轉(zhuǎn)型，實(shí)際上其中有一條道路要跨界進(jìn)入封裝業(yè)?？梢韵嘈徘胺降穆芬彩植灰祝杀鞠陆凳莻€(gè)永恒課題?？此拼舜沃袊?guó)半導(dǎo)體制造業(yè)幾乎能站在同一起跑線上，然而由于眾多原因的束縛，也未必一定能有勝算。

目前的態(tài)勢(shì)依然十分嚴(yán)峻，首先悲觀論調(diào)是無(wú)益的,但是盲目樂(lè)觀也不可取。要相信中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)一定能進(jìn)步，然而依據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)律，科學(xué)的態(tài)度,試圖在短時(shí)間內(nèi)會(huì)發(fā)生突變的可能性也不會(huì)存在，一定是循序前進(jìn),對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的發(fā)展能夠少些大的波動(dòng)己是相當(dāng)?shù)牟诲e(cuò)。

摩爾定律是一個(gè)普適的發(fā)展規(guī)則，它在計(jì)算機(jī)業(yè)中有人認(rèn)為每?jī)赡暧?jì)算能力會(huì)增加一倍等。盡管中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的發(fā)展在現(xiàn)階段尚無(wú)法跟上定律的節(jié)奏，暫時(shí)出現(xiàn)差距是完全正常。要改變此等被動(dòng)的局面，可能非一日之功，其中關(guān)鍵在于迅速實(shí)現(xiàn)“兩化”，向市場(chǎng)化加非國(guó)有化過(guò)渡，兩者相輔相成，缺一不可。在現(xiàn)階段要盡可能的減少非市場(chǎng)化因素的干擾，尤其是要讓骨干企業(yè)的信心迅速提升。

顯然，定律的光環(huán)對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)發(fā)展僅僅是外部因素，要跟上定律的節(jié)奏，需要扎實(shí)的努力，相信“一份耕耘，會(huì)有一份收獲”。

摩爾定律的光環(huán)一定會(huì)照亮中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的迅速進(jìn)步。