刘明院士：芯片靠尺寸微缩能走多远？发展高端芯片该走哪条路

导读：集成电路的发展是尺寸微缩驱动的发展，但如今单纯依靠尺寸微缩带来性能提升的红利空间已逐步缩小。尺寸微缩到底能走多远？集成电路的发展该选择哪条道路？

澎湃新闻记者 张静

集成电路的发展是尺寸微缩驱动的发展，但如今单纯依靠尺寸微缩带来性能提升的红利空间已逐步缩小。尺寸微缩到底能走多远？集成电路的发展该选择哪条道路？

9月15日，在第二届中国（上海）自贸区临港新片区半导体产业发展高峰论坛上，中国科学院院士、复旦大学芯片与系统前沿技术研究院院长刘明表示，如果微缩道路走不下去，用传统集成电路制造技术来做先进封装是一条可以选择的道路。“目前基于先进封装的集成芯片已经成为高性能芯片的首选，在同等工艺节点下，如果采用先进封装进行芯片的集成，大概能实现15%性能提升，相当于一代技术的进步。”

集成电路是信息产业的基石，为互联网、手机、云计算等领域高速发展提供了硬件基础支撑。刘明表示，晶体管和集成电路是20世纪最伟大的技术发明，经过几十年发展，集成电路成为一个独立行业，2018年产值接近4700亿美元，并且仍在快速发展。

集成电路是一个规律发展的行业，工艺技术每18-24个月更新一代，新一代技术和上一代相比，面积缩小，性能提升，功耗降低。集成电路的发展是尺寸微缩驱动的发展。在尺寸微缩历程中，无论是材料、器件结构、光刻技术、封装，乃至EDA工具，甚至商业模式，都在不断全面创新。

“单纯靠尺寸微缩，我们就可以为芯片性能提升带来非常大的红利。”刘明表示，以处理芯片为例，在最美好的时期，单纯靠尺寸微缩，算力每年可以提高52%，这是计算机高速发展的重要推动力。

但这一红利空间已经逐步缩小，“现在单纯靠尺寸微缩带给处理芯片的性能提升已经只有3%左右，很大程度的性能是靠架构并行处理实现的。”

尺寸微缩到底能走多远？集成电路的发展该选择哪条道路？刘明表示，如果微缩道路走不下去，用传统集成电路制造技术来做先进封装是一条可以选择的道路。

“目前基于先进封装的集成芯片已经成为高性能芯片的首选，在同等工艺节点下，如果采用先进封装进行芯片的集成，大概能实现15%性能提升，相当于一代技术的进步。”她表示，在没有先进光刻机来发展先进制程的情况下，基于先进封装集成芯片是摆脱限制，发展自主高端芯片的必由之路。

刘明呼吁，能否在上海建立一个集成芯片开放平台，吸引不同人才共同努力，形成我国的规范标准，最终形成自己的生态。此外，对于科学研究，刘明认为，这需要积累，需要科学家坐冷板凳，从前瞻研究到市场应用更加需要再次创新和时间的周期。

“商业模式创新在中国是很集中的，也很容易拿到资本的支持，但是底层技术和基础产业如何坚守和获得支持，才是我们国家能长远走得好、走得稳更重要的基础。”她表示，今天集成电路很热，大家就追随热门，这对IC这种时间性产业是非常难形成学习曲线的，也非常不利于这个行业的发展。