三、全球半導(dǎo)體產(chǎn)品和技術(shù)創(chuàng)新步伐加快
2018年,集成電路技術(shù)仍沿著摩爾定律不斷迭代演進(jìn)。在集成電路設(shè)計(jì)方面,手機(jī)芯片、人工智能芯片、礦機(jī)芯片等引領(lǐng)著技術(shù)變革。華為、蘋果、高通紛紛發(fā)布融合了更強(qiáng)的計(jì)算處理和人工智能技術(shù)的7nm手機(jī)芯片,英偉達(dá)、AMD 等公司則繼續(xù)發(fā)力人工智能市場(chǎng),其 GPU 廣泛應(yīng)用于人工智能云端訓(xùn)練和推理。在集成電路制造方面,同樣摩爾定律仍如期推進(jìn),臺(tái)積電和三星在先進(jìn)工藝制程繼續(xù)競(jìng)賽領(lǐng)跑,相繼實(shí)現(xiàn)7nm工藝量產(chǎn),進(jìn)一步鞏固代工優(yōu)勢(shì),三星、東芝、英特爾等相繼推出96層NAND存儲(chǔ)技術(shù),DRAM也加速邁向1ynm。在集成電路封測(cè)方面,扇出型封裝等高端封裝技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)激烈。我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)臺(tái)積電、日月光等仍為技術(shù)引領(lǐng)龍頭,我國(guó)大陸地區(qū)長(zhǎng)電科技、通富微電、華天科技等企業(yè)也在積極擴(kuò)產(chǎn)加快部署。預(yù)計(jì)在 5G、人工智能等需求驅(qū)動(dòng)下半導(dǎo)體技術(shù)將繼續(xù)加快變革創(chuàng)新,芯片設(shè)計(jì)、工藝、封測(cè)等都實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提升。
芯片設(shè)計(jì)方面,架構(gòu)和指令集開源將成為重要發(fā)展趨勢(shì)。隨著工藝制程的進(jìn)步和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,半導(dǎo)體產(chǎn)品應(yīng)用也加強(qiáng)定制化和差異化競(jìng)爭(zhēng),將推動(dòng)未來在體系結(jié)構(gòu)、EDA工具和開源設(shè)計(jì)方面加快變革。作為近年來開源技術(shù)的突出代表,RISC-V 開放指令集已經(jīng)受到國(guó)內(nèi)外各領(lǐng)域的廣泛關(guān)注,印度等國(guó)針對(duì)RISC-V推行國(guó)家指令集計(jì)劃,加大對(duì)基于RISC-V的芯片產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)生態(tài)的投入,一些大型企業(yè)如西部數(shù)據(jù)等已經(jīng)明確表示將全面轉(zhuǎn)型 RISC-V,谷歌等軟件企業(yè)也正在積極跟進(jìn),加快構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)。此外,為順應(yīng)開源潮流,2018年12月18日,Wave Computing宣布開放MIPS架構(gòu)最新版本,為全球的半導(dǎo)體企業(yè)、開發(fā)人員及高校提供免費(fèi)的MIPS架構(gòu)用于開發(fā)新SoC。
制造工藝方面,先進(jìn)工藝制程繼續(xù)延續(xù)摩爾定律。2018年8月,臺(tái)聯(lián)電宣布不再投資 12nm 以下的先進(jìn)制程,隨后代工巨頭格芯宣布放棄 7nm 工藝研發(fā),同時(shí),英特爾也宣布延緩7nm工藝研發(fā),目前能進(jìn)行7nm工藝生產(chǎn)的只剩下臺(tái)積電和三星。臺(tái)積電和三星等代工廠將取代英特爾承擔(dān)起推動(dòng)摩爾定律前進(jìn)的重任,繼續(xù)縮小工藝制程。2018年,7nm工藝已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),在手機(jī)SoC等芯片代工中得以使用,預(yù)計(jì)2019年將實(shí)現(xiàn)5nm工藝試產(chǎn),2020年量產(chǎn)。
芯片封測(cè)方面,先進(jìn)封裝和異質(zhì)集成技術(shù)等將成為重要趨勢(shì)。制造業(yè)格局的變化和摩爾定律物理極限的逼近,使得更多企業(yè)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)站在同一起跑線上,催生出更多體系架構(gòu)創(chuàng)新、應(yīng)用產(chǎn)品創(chuàng)新和異構(gòu)集成技術(shù)創(chuàng)新。例如,為適應(yīng) 5G 高頻需求,高通聯(lián)合村田公司采用將天線、射頻前端和收發(fā)器整合成單一系統(tǒng)的AiP(Antenna in Package)封裝技術(shù),預(yù)計(jì)在5G商用后實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。