集成電路發(fā)展三大突破口（附廠商解析）

綜合報(bào)道：沿著“摩爾定律”，集成電路技術(shù)走過(guò)了50余年的歷程。如今的生產(chǎn)技術(shù)已接近達(dá)到22nm，如果繼續(xù)沿著按比例縮小之路走下去，根據(jù)2011年ITRS的預(yù)測(cè)，DRAM的最小加工線寬在2024年有可能達(dá)到8nm，進(jìn)入量子物理和介觀物理的范疇，這時(shí)將面對(duì)兩大限制。

一、微觀尺度限制

由于介觀尺度的材料一方面含有一定量粒子，無(wú)法僅僅用薛定諤方程求解，同時(shí)，其粒子數(shù)又沒(méi)有多到可以忽略統(tǒng)計(jì)漲落的程度(根據(jù)傳統(tǒng)測(cè)量方法得到的硅原子半徑為110pm，通過(guò)計(jì)算方法得到的硅原子半徑111pm)，這就使得集成電路技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展遇到很多物理障礙，如費(fèi)米釘扎、庫(kù)倫阻塞、量子隧穿、雜質(zhì)漲落、自旋輸運(yùn)等，需用介觀物理和基于量子化的處理方法來(lái)解決。

二、功耗限制

英特爾認(rèn)為他們Pentium系列芯片的功率密度已與電爐相當(dāng)。由于高溫對(duì)集成電路的高頻性能、漏電和可靠性劣化產(chǎn)生巨大影響，如任其發(fā)展，則集成電路的發(fā)熱要向著核反應(yīng)堆、火箭噴嘴乃至太陽(yáng)表面的功率密度發(fā)展，顯然，這是不可能被接受的事實(shí)。對(duì)于不斷增長(zhǎng)的熱耗散，要么采用水冷裝置來(lái)解決散熱問(wèn)題，但這與電子設(shè)備的小型化、輕量化、移動(dòng)化的發(fā)展方向相悖;要么必須開(kāi)發(fā)低功耗乃至甚低功耗的集成電路來(lái)解決集成電路功耗不斷上升的問(wèn)題。

如何突破集成電路的上述限制并滿足節(jié)能社會(huì)的需求，目前在進(jìn)行的有三條技術(shù)途徑：

一是繼續(xù)摩爾定律，也就是繼續(xù)走比例縮小之路，將與數(shù)字有關(guān)的內(nèi)容集成在單一芯片上，成為芯片系統(tǒng)，但16/14nm之后的大生產(chǎn)工藝尚不明朗，還正在摸索之中;

二是超越摩爾，即采取系統(tǒng)封裝的方法將非數(shù)字的內(nèi)容，如模擬電路、射頻電路、高壓和功率電路、傳感器乃至生物芯片全部集成在一起，形成功能更全、性能更優(yōu)、價(jià)值更高的電子系統(tǒng);

三是采取新原理，即采用自下而上的方法或采用新的材料創(chuàng)建新的器件結(jié)構(gòu)，如量子器件(單電子器件、自旋器件、磁通量器件等)和基于自組裝的原子和分子器件(石墨烯、碳納米管、納米線等)，也有可能隨著物理、數(shù)學(xué)、化學(xué)、生物等新發(fā)現(xiàn)和技術(shù)突破，另辟蹊徑，建立新形態(tài)的信息科學(xué)技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。預(yù)計(jì)集成電路技術(shù)在21世紀(jì)30年代，上述技術(shù)途徑在相互碰撞的火花中會(huì)產(chǎn)生革命性的突破。

附概念股解析

通富微電

公司收到了國(guó)家“集成電路”科技重大專項(xiàng)2013年國(guó)撥經(jīng)費(fèi)1127.34萬(wàn)元。該項(xiàng)資金用于公司“移動(dòng)智能終端芯片圓片級(jí)及銅線封裝技術(shù)開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目。

評(píng)論：

1.WLCSP技術(shù)在完成前端制程的晶圓上直接進(jìn)行封裝工藝，使產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)與芯片尺寸近似相同的封裝體積。此外由于布線縮短，導(dǎo)線面積增加，提升了數(shù)據(jù)傳輸?shù)念l寬和穩(wěn)定性，更符合移動(dòng)電子產(chǎn)品輕薄短小和高性能、可攜帶、環(huán)境復(fù)雜的特性需求。

2.2013年全球智能移動(dòng)終端維持高增速。IDC預(yù)計(jì)2013年全球平板電腦出貨量為2.3億臺(tái)，同比增長(zhǎng)約79%，2013-2017年復(fù)合年均增長(zhǎng)率16%；全球智能手機(jī)出貨量為10.1億臺(tái)，同比增長(zhǎng)約41%，2013-2017年復(fù)合年均增長(zhǎng)率14%。移動(dòng)智能終端仍將保持較快增長(zhǎng)，芯片下游需求旺盛。

3.中國(guó)移動(dòng)智能產(chǎn)品的IC設(shè)計(jì)企業(yè)成長(zhǎng)迅速。2012年華為海思、展訊的4核40nmCPU已經(jīng)大規(guī)模銷(xiāo)售，其4核28nmCPU將于年底推出，華為海思的8核CPU正在研制；新岸線也已經(jīng)于2012年推出雙核40nmCPU，年底計(jì)劃推出4核28nmCPU；晶晨4核28nmCPU也上市臨近。中國(guó)移動(dòng)智能終端IC設(shè)計(jì)企業(yè)在28nm制程已出現(xiàn)你追我趕到火爆局面。2012年國(guó)內(nèi)IC設(shè)計(jì)業(yè)銷(xiāo)售收入達(dá)到621.7億元，同比2011年的526.4億元，增長(zhǎng)了18.1%，遠(yuǎn)高于全球集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)6%的增速，其中華為海思、展訊已可進(jìn)入全球IC設(shè)計(jì)企業(yè)前20名。中國(guó)移動(dòng)智能IC設(shè)計(jì)企業(yè)的成長(zhǎng)為公司技術(shù)提供了廣闊的應(yīng)用空間。