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。
电路节点的设计复杂度大幅增加
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。
制造资本开支随制程进步迅速增大
设计资本开支在28nm 以下迅速增大