所有IC和電子系統都將可重構
硅CMOS技術主要通過器件(工藝)創新、電路(架構)創新和集成(方法)創新來實現。
硅CMOS技術的精髓是等縮放,功耗約束導致暗硅現象,成為前進中的又一個障礙。
硅CMOS技術發展出現以下幾種情況: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。二是進展中出現了一個“悖論”,摒棄本系材料特征的優勢,發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。三是產業經濟循環有可能受阻。四是新興器件短期“無望”。
當前,硅CMOS技術出現諸多瓶頸,但一時又離不開它。在現存范式內,硅CMOS技術需要創新,主要通過器件(工藝)創新、電路(架構)創新和集成(方法)創新來實現。
實現硅技術發展創新,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”的創新。
二是數以億計納米級硅CMOS集成所帶來的產品參數散差、漲落和高開發成本,將極大地推動制成品可編程、可重構的創新發展,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,因此發展空間很大,這將在第三次工業革命浪潮中得到空前發展。
軟硬兼施成為IC企業必修課
硬件復興的發展路線是應用驅動下的“軟硬兼施”,要求人們從互聯網視角重新看待硬件。
互聯網改變了人們的生活方式,互聯網企業也在強勢介入硬件: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象。
移動智能終端是硬件復興的核心。但是手機創新步伐緩慢,可穿戴設備開創了一個新的空間。未來幾年,可穿戴設備將成為新的增長點,引發個人數據庫革命。瑞士信貸預測,目前可穿戴設備市場規模達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為:面向移動互聯網、以智能手機為中心、各類傳感器、硬件+軟件+互聯網+服務、數據+音頻+圖像+視頻、個人應用+分享+社區、健康+運動、個人數據+個人云、個性化應用+平臺化硬件、商業模式創新、云計算+物聯網。
硬件復興的實質是移動互聯網和大數據支撐下的智能移動終端外延擴展和應用創新。其發展路線是應用驅動下的“軟硬兼施”。與以往硬件支撐互聯網的發展而催生出虛擬經濟不同,硬件復興將要求人們從互聯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的商業模式。
從硬件復興來看集成電路,將有如下發展變化:一是集成電路的發展將從“單一的技術創新”驅動轉變為“技術創新+應用創新”。二是應用創新驅動軟件創新,軟件創新引領芯片創新將成為發展的主旋律。三是“軟硬兼施”成為集成電路企業的必修課。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“跨前一步”,將迎來更寬廣的發展空間。
材料商應關注整個產業走向
封測產業鏈聯盟推動產業鏈的合作,上下游企業從“買賣關系”轉變成為“戰略合作伙伴”。
在封測產業鏈中,以前企業之間是點對點,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使用過,而國外客戶會問有沒有國內企業在用你的材料。
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。
現在通過封測產業鏈聯盟推動產業鏈的合作,使上下游企業改變了以前的觀念和模式,也從“買賣關系”轉變成為“戰略合作伙伴”的關系。通過協同創新,以封裝龍頭企業為主,把上下游橫向、縱向都連起來。下游企業需要什么樣的材料、技術,會反饋給材料廠商,材料廠商根據需求進行研發、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在做什么,還要關注整個產業在朝什么方向走。比如:材料廠商需要關注和研究物聯網、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。
當前產業鏈以“項目”為紐帶,上下游結合共同開發。比如開發一個晶體管,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。產業鏈上下游一起來開會,共同攻關。
信息產業發展極快,在摩爾定律失效之后,更需要產業鏈上下融合。以前整個行業“老死不相往來”,比如在一個會議上很少碰到三個同類企業,現在整個產業鏈協同之后能夠相互了解,這對企業和產業鏈發展來說都受益。