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摩尔定律向3D演进,对中国集成电路产业有什么影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-07-11  浏览次数:7
核心提示:半导体制程已按摩尔定律发展近50 年,制程进步带来的收益是成本下降和性能提升,付出的代价是技术复杂度提升和资本开支越来越大。在28nm之上,收益远远大于代价,制程严格按摩尔定律演进,基础本来落后的中国芯片产业难以跟上国际巨头步伐,差距逐渐拉大。28nm 之下,收益开始小于代价,经济效益制约愈发明显,制程演进放缓。


摩尔定律3D 技术渐成主流,中国集成电路有望实现弯道追赶



在物理极限和经济效益上遇到瓶颈之后,向三维空间堆叠的3D 技术成为延续摩尔定律、提高芯片性能的主要手段。在平面微缩时代,制程演进按照每1.5-2 年的速度持续进行,作为后进者的中国企业难以跟上产业步伐,加速追赶更无从谈起;3D 时代,一是单层芯片的制程演进放缓;二是3D技术发展时间尚短,当下通过合资或者引进获取的技术本身就与海外巨头差距不大。中国集成电路设计制造企业消化吸收后再创新,有望实现弯道追赶。



摩尔定律向3D演进,对集成电路产业有什么影响



1、晶体管结构变化提升技术难度



8nm 之下,晶体管基础结构的颠覆性变化导致了设计、制造、封测和装备材料整条产业链技术复杂的大幅提升。以制造为例,从28nm 到20nm,代工厂的节点设计规则和设计规则检查用面积分别上升了58%和95%,远超之前和之后的制程。技术难度提升是制程演进放缓的基础因素。


中芯谷
电路节点的设计复杂度大幅增加
中芯谷
电路检查规则复杂度大幅增加

2、资本开支显著增大



投资一条28nm 以下先进的芯片生产线需要的设备投资额高达120-150 亿美元,同时由于芯片设计技术难度随制程演进迅速增加,全球将少有厂商能承受如此大的资本开支。

中芯谷
制造资本开支随制程进步迅速增大
中芯谷
设计资本开支在28nm 以下迅速增大


 
 
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