摩尔定律与中国半导体产业的关系分析

莫大康

【摘 要】摩尔定律，在半导体业中人人皆知，然而它与中国半导体业的发展有什么关系？恐怕一时难以马上回答。如何看待摩尔定律，站在不同立场可能有不同的解释。现阶段定律即将止步的讨论，可能会更加引发业界的深刻兴趣。

【关键词】摩尔定律；中国半导体；产业发展

中圖分类号： F426.63 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2017）17-0003-001

Analysis of the Relationship between Moore's Law and China's Semiconductor Industry

MO Da-kang

（School of information and electronic engineering，Zhejiang University，Hangzhou Zhejiang 310027，China）

【Abstract】Moore，all the world knows it in the semiconductor industry.But what is the relationship between it and the Chinese semiconductor industry development？ I'm afraid it's too hard to answer right away.Different interpretations of Moore's law may have different interpretations.The discussion that law is about to stop at this stage may lead to further interest in the industry.

【Key words】Moore's law；Chinese semiconductor；Industry development

1 定律的光环

定律尤如一盏明灯，让企业义无反顾的去信奉它，追随它。因为定律孕育着一个十分强大的经济规律。在每两年内如果您的企业跟不上定律的步伐，不能前进至下一个工艺制程节点，就可能被淘汰出局。所以众多企业为了生存，争取前位，而不惜投资跟踪。

因此定律实际上是一种自我激励的机制。在较长一段时间内，众多fabless都愿意迅速采用下一代先进的工艺制程，推动产业的进步，这就是定律的魔法所在。比较典型的如在苹果手机中，己从A4进步到A10处理器，一颗16纳米制程采用FanOut封装的芯片，在台积电加工。

显然，市场经济是理性的，在工艺制程进入到28纳米之后，由于工艺研发与设计费用的高耸，逼迫许多顶级的IDM厂要作出决断，包括如NXP，Freescale，STMicron等公开声言，它们执行轻晶园厂策略（fab-lite），意即不再跟踪定律，而开始拥护代工，导致全球代工如日中天的火红增长。

摩尔定律是什么？有人理解它是”大者恒大”，这样的观点具有普遍性。因为近50年来的实践，产业内的分化日趋激烈，然而”大者恒大”，是不变的规律。如典型的存储器业中，从几十家到现在只剩下DRAM的三家及NAND的四个组合，未来中国欲加入，业界正密切关注最后的结局。又如半导体设备业中，之前全球也是几十个厂家经过残酷的竞争，如今每个设备类别中几乎只剩下约二家。

2 中国半导体业跟不上定律的节奏

众所周知，中国半导体业的发展与全球先进地区之间存在很大差距，是不同步的，据估计在芯片制造业中至少落后两个先进工艺节点制程。

近期见到台积电公布它的10纳米及7纳米先进制程进度，如10纳米于2016年上半年试产，开始量产时间为2016年第四季，地点为中科12英寸晶园厂Fab15的第5至第7期，主要客户及产品为苹果A11应用处理器，高通ARM架构的HPC处理器，联发科HelioX30手机处理器及海思Kirin手机处理器与网络处理器。而它的7纳米，试产时间2017年上半年，量产时间为2018年第1季。地点与10纳米相同，主要客户为Xilinx的FPGA及Nvidia的新一代Volta绘图芯片（GPU）。

分析其中的原因是复杂及多方面的，肯定有西方主导的瓦圣纳条约的技术封锁问题，也有产业发展处于不同的阶段。如中国半导体业的发展尚处在需要国家资金来推动的初级阶段，而不是完全市场化。因此当对手们在你追我赶的发展阶段，而中国半导体业尚需要国家资金的哺育。所以正如有些专家所言，中国的芯片制造企业是死不了，也不太可能赶上快的节奏。

3 定律转型中国尚有机会

未来摩尔定律实际上向三个方面发展，第一，继续走尺寸缩小道路，可以预计大约还有2-3个节点，至5纳米左右，定律接近物理极限。目前推动尺寸缩小主要是高性能计算市场的需求。第二，是异质集成，如人工智能与物联网等需求，它的目的是把不同工艺的产品，包括RF，MEMS，Sensor，image等，采用SiP，2.5D，3D封装工艺集成一体。因此主要是采用成熟制程工艺。由于定律刚开始转型，如英特尔，台积电，包括中芯国际等己经开始跨入后道封装工艺，似乎表明中国尚存机会。而第三方面主要寻求新的材料及晶体管架构，目前尚偏重于基础研究阶段。

4 让摩尔定律光环照亮中国半导体业

尽管集成电路尺寸缩小的道路己难深入下去，众多芯片制造厂商面临转型，实际上其中有一条道路要跨界进入封装业。可以相信前方的路也十分不易，成本下降是个永恒课题。看似此次中国半导体制造业几乎能站在同一起跑线上，然而由于众多原因的束缚，也未必一定能有胜算。

目前的态势依然十分严峻，首先悲观论调是无益的，但是盲目乐观也不可取。要相信中国半导体业一定能进步，然而依据产业发展的规律，科学的态度，试图在短时间内会发生突变的可能性也不会存在，一定是循序前进，对于中国半导体业的发展（下转第19页）（上接第3页）能够少些大的波动己是相当的不错。

摩尔定律是一个普适的发展规则，它在计算机业中有人认为每两年计算能力会增加一倍等。尽管中国半导体业的发展在现阶段尚无法跟上定律的节奏，暂时出现差距是完全正常。要改变此等被动的局面，可能非一日之功，其中关键在于迅速实现“两化”，向市场化加非国有化过渡，两者相辅相成，缺一不可。在现阶段要尽可能的减少非市场化因素的干扰，尤其是要让骨干企业的信心迅速提升。

显然，定律的光环对于中国半导体业发展仅仅是外部因素，要跟上定律的节奏，需要扎实的努力，相信“一份耕耘，会有一份收获”。

摩尔定律的光环一定会照亮中国半导体业的迅速进步。endprint