所有IC和電子系統(tǒng)都將可重構
硅CMOS技術主要通過器件(工藝)創(chuàng)新、電路(架構)創(chuàng)新和集成(方法)創(chuàng)新來實現(xiàn)。
硅CMOS技術的精髓是等縮放,功耗約束導致暗硅現(xiàn)象,成為前進中的又一個障礙。
硅CMOS技術發(fā)展出現(xiàn)以下幾種情況:一是硅CMOS集成中有源器件溝道越來越小,而第三維布線層次越來越多。二是進展中出現(xiàn)了一個“悖論”,摒棄本系材料特征的優(yōu)勢,發(fā)展原本平面集成的技巧;抑制本應充分利用的效應,專注不涉及器件機理的加工。三是產業(yè)經濟循環(huán)有可能受阻。四是新興器件短期“無望”。
當前,硅CMOS技術出現(xiàn)諸多瓶頸,但一時又離不開它。在現(xiàn)存范式內,硅CMOS技術需要創(chuàng)新,主要通過器件(工藝)創(chuàng)新、電路(架構)創(chuàng)新和集成(方法)創(chuàng)新來實現(xiàn)。
實現(xiàn)硅技術發(fā)展創(chuàng)新,需要把握以下幾個方面:
一是硅CMOS器件提升空間日益縮小,目前實踐中的兩種“自上而下”創(chuàng)新(器件溝道納米線、量子阱化;新興器件沿用FET結構),或許會導致“自下而上”的創(chuàng)新。
二是數(shù)以億計納米級硅CMOS集成所帶來的產品參數(shù)散差、漲落和高開發(fā)成本,將極大地推動制成品可編程、可重構的創(chuàng)新發(fā)展,這將導致“可編程、可配置不僅僅存在于FPGA中,而且存在于所有IC中,甚至電子系統(tǒng)也將具有可重構功能。
三是在延伸縮小硅CMOS片上集成日益困難的情況下,拓展摩爾已成為重要的方向,這種涉及異質功能的集成方法,在3DIC上仍存在諸多問題,因此發(fā)展空間很大,這將在第三次工業(yè)革命浪潮中得到空前發(fā)展。
軟硬兼施成為IC企業(yè)必修課
硬件復興的發(fā)展路線是應用驅動下的“軟硬兼施”,要求人們從互聯(lián)網視角重新看待硬件。
互聯(lián)網改變了人們的生活方式,互聯(lián)網企業(yè)也在強勢介入硬件:谷歌收購摩托、阿里推云手機、百度推手機等等,這些都是硬件復興的現(xiàn)象。
移動智能終端是硬件復興的核心。但是手機創(chuàng)新步伐緩慢,可穿戴設備開創(chuàng)了一個新的空間。未來幾年,可穿戴設備將成為新的增長點,引發(fā)個人數(shù)據(jù)庫革命。瑞士信貸預測,目前可穿戴設備市場規(guī)模達30億~50億美元,未來2~3年將達到300億~500億美元。
可穿戴設備是硬件復興的驅動力,不過硬件復興并不只是可穿戴設備,今后移動個人云(移動存儲+無線接入+云服務+移動電源)將成為重點。硬件復興的特點主要表現(xiàn)為:面向移動互聯(lián)網、以智能手機為中心、各類傳感器、硬件+軟件+互聯(lián)網+服務、數(shù)據(jù)+音頻+圖像+視頻、個人應用+分享+社區(qū)、健康+運動、個人數(shù)據(jù)+個人云、個性化應用+平臺化硬件、商業(yè)模式創(chuàng)新、云計算+物聯(lián)網。
硬件復興的實質是移動互聯(lián)網和大數(shù)據(jù)支撐下的智能移動終端外延擴展和應用創(chuàng)新。其發(fā)展路線是應用驅動下的“軟硬兼施”。與以往硬件支撐互聯(lián)網的發(fā)展而催生出虛擬經濟不同,硬件復興將要求人們從互聯(lián)網視角重新看待硬件,從而改變硬件廠商的命運,影響和改變其他產業(yè)的商業(yè)模式。
從硬件復興來看集成電路,將有如下發(fā)展變化:一是集成電路的發(fā)展將從“單一的技術創(chuàng)新”驅動轉變?yōu)?ldquo;技術創(chuàng)新+應用創(chuàng)新”。二是應用創(chuàng)新驅動軟件創(chuàng)新,軟件創(chuàng)新引領芯片創(chuàng)新將成為發(fā)展的主旋律。三是“軟硬兼施”成為集成電路企業(yè)的必修課。四是微處理器、存諸器和各類接口是芯片必須掌握的核心技術和IP。五是集成電路企業(yè)“跨前一步”,將迎來更寬廣的發(fā)展空間。
材料商應關注整個產業(yè)走向
封測產業(yè)鏈聯(lián)盟推動產業(yè)鏈的合作,上下游企業(yè)從“買賣關系”轉變成為“戰(zhàn)略合作伙伴”。
在封測產業(yè)鏈中,以前企業(yè)之間是點對點,材料供應商與下游是“客戶關系”、“買賣關系”。材料企業(yè)經常遇到這樣的情況,國內客戶常會問起生產出的材料被國外哪些企業(yè)使用過,而國外客戶會問有沒有國內企業(yè)在用你的材料。
對于材料廠商而言,材料產品是功能性產品,無法在實驗室中做得和客戶需要的一模一樣,要做到一樣,必須要有與客戶一樣的工廠。即使這樣,也只能對某一兩種產品很熟悉,不可能對所有的產品熟悉。
現(xiàn)在通過封測產業(yè)鏈聯(lián)盟推動產業(yè)鏈的合作,使上下游企業(yè)改變了以前的觀念和模式,也從“買賣關系”轉變成為“戰(zhàn)略合作伙伴”的關系。通過協(xié)同創(chuàng)新,以封裝龍頭企業(yè)為主,把上下游橫向、縱向都連起來。下游企業(yè)需要什么樣的材料、技術,會反饋給材料廠商,材料廠商根據(jù)需求進行研發(fā)、生產,做到有的放矢。同時,上下游之間的磨合加快,材料廠商在客戶的反饋中能夠不斷升級,做出來的產品水平提升得也會很快。
作為材料商,需要關注的不僅是同行業(yè)在做什么,還要關注整個產業(yè)在朝什么方向走。比如:材料廠商需要關注和研究物聯(lián)網、云計算、智慧城市,例如傳感器的封閉技術、制造技術,材料在其中如何做支撐等。
當前產業(yè)鏈以“項目”為紐帶,上下游結合共同開發(fā)。比如開發(fā)一個晶體管,材料廠商會考慮,這個如何集成,用什么材料?封裝廠會考慮封裝,設備廠考慮做設備。產業(yè)鏈上下游一起來開會,共同攻關。
信息產業(yè)發(fā)展極快,在摩爾定律失效之后,更需要產業(yè)鏈上下融合。以前整個行業(yè)“老死不相往來”,比如在一個會議上很少碰到三個同類企業(yè),現(xiàn)在整個產業(yè)鏈協(xié)同之后能夠相互了解,這對企業(yè)和產業(yè)鏈發(fā)展來說都受益。