周梅生

電晶體數(shù)目的翻倍意味著半導(dǎo)體性能的提升，背后則是生產(chǎn)工藝和相關(guān)技術(shù)的進步。

請回溯到上世紀80年代，想象這么一個場景：一位西裝筆挺的中年男士駐足街角，正在用著一部“大哥大”同客戶談?wù)摌I(yè)務(wù)。即使這部“大哥大”形制如半塊磚頭而又極不便攜，也依然為它的所有者引來了不少艷羨的目光。這是當時一位典型的成功人士的形象?；氐浇裉欤F(xiàn)在的智能手機不僅外觀小巧，功能也比過去多出許多，相對低的價格也讓“昔日王謝堂前燕，飛入平常百姓家”?；仡櫄v史，以手機為代表的電子設(shè)備經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，已經(jīng)逐步實現(xiàn)了小型化、便攜化和平民化。這背后的發(fā)展其實也得益于半導(dǎo)體行業(yè)的飛速進步。現(xiàn)在半導(dǎo)體已經(jīng)和人們的生活緊密結(jié)合，但凡是插電的產(chǎn)品和器件，里面幾乎一定會有半導(dǎo)體的應(yīng)用。

半導(dǎo)體技術(shù)的進步遵循著“摩爾定律”，摩爾定律的核心內(nèi)容是集成電路上可容納的電晶體（晶體管）數(shù)目，約每隔18～24個月便會增加一倍。

電晶體數(shù)目的翻倍意味著半導(dǎo)體性能的提升，背后則是生產(chǎn)工藝和相關(guān)技術(shù)的進步。半導(dǎo)體行業(yè)在經(jīng)歷了半個多世紀的發(fā)展之后，電晶體的尺寸愈來愈小，已經(jīng)趨近于物理極限，要想提升半導(dǎo)體的性能已經(jīng)不能夠僅靠縮小其尺寸來實現(xiàn)?，F(xiàn)在，半導(dǎo)體性能大幅提升所花費的時間從2000-2005年開始逐漸放緩到間隔兩三年，最近更演變?yōu)槊扛羲哪瓯对鲆淮巍Ｒ虼?，在半?dǎo)體業(yè)界有一種聲音認為：摩爾定律失效了。

辯證看待摩爾定律

然而摩爾定律真的失效了嗎？筆者認為我們應(yīng)該辯證地看待這個問題。首先，摩爾定律本質(zhì)上是一個關(guān)于經(jīng)濟層面的觀察，而不是亙古不變的實體定律。半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展至今，雖然在密度微縮上趨于極限，但是隨著新技術(shù)和新工藝的應(yīng)用，半導(dǎo)體性能依然在持續(xù)不斷地提升，只是提升的速度逐漸趨緩。目前，半導(dǎo)體行業(yè)正經(jīng)歷著全方位的變革和進步：半導(dǎo)體制造的邏輯技術(shù)已經(jīng)從平面的晶體管向FinFET發(fā)展；在閃存上，也從平面走向縱向堆疊。這些變化都在為半導(dǎo)體性能的提升創(chuàng)造著可能，并繼續(xù)延續(xù)著摩爾定律。但是，我們也應(yīng)該注意到，隨著制作過程的復(fù)雜化，半導(dǎo)體性能提升的邊際成本正在走高。

對于半導(dǎo)體行業(yè)來說，并不是所有的行業(yè)用戶都能夠承擔(dān)10%性能提升所帶來的高昂成本。從技術(shù)的角度來看，提升性能的解決方案其實一直都有，而從市場的角度來看，問題則是要花多少成本和代價去實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，這就變成了摩爾定律成本的經(jīng)濟學(xué)考量。因此，筆者認為我們在討論“摩爾定律是否失效”這個問題時，既要理性看待技術(shù)層面的突破，也需要綜合考量市場層面的成本和需求。

充分結(jié)合市場需求

回歸到現(xiàn)在的半導(dǎo)體行業(yè)市場，筆者發(fā)現(xiàn)并不是所有的行業(yè)用戶都希望付出高昂的成本，利用最為尖端的技術(shù)制造出性能領(lǐng)先的半導(dǎo)體產(chǎn)品。相反，一部分行業(yè)用戶傾向于利用成本相對較低的成熟技術(shù)和設(shè)備，通過穩(wěn)定的升級，或者是軟件更新來提升生產(chǎn)力以獲得收益。舉例來說，泛林集團幫助其用戶將較新的300毫米設(shè)備的軟件操作系統(tǒng)應(yīng)用在了稍老一點的200毫米設(shè)備上，使得200毫米設(shè)備機臺的性能大大提升。而另一個成功案例則是將應(yīng)用在300毫米設(shè)備上的一些特殊的后續(xù)處理過程整合應(yīng)用在200毫米設(shè)備中，使得有害尾氣的排放減少了90%，并且讓機臺出貨的產(chǎn)出率提升了30%。類似的案例還有很多，因為從行業(yè)用戶的角度來看，工廠的機臺達到滿載，產(chǎn)出趨于恒定，所以每增加一個百分點的產(chǎn)出都可以視作為純利。

因此，站在市場角度看，行業(yè)用戶應(yīng)該明確的是，究竟是需要性能最為卓越但成本高昂的半導(dǎo)體產(chǎn)品，還是性能能夠滿足大部分需求但成本得以控制的產(chǎn)品。

2014年中國《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》發(fā)表以來，在政府的推動下，國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)正在駛?cè)敫咚侔l(fā)展的“快車道”，高速發(fā)展也意味著在企業(yè)決策層面也需要進行戰(zhàn)略性的部署，真正做到“瞻前顧后”。對于國內(nèi)新興的半導(dǎo)體企業(yè)來說，就是一定不要走入“偏科”的誤區(qū)，半導(dǎo)體行業(yè)的特點就是每個環(huán)節(jié)都不能偏廢，不能只做成熟技術(shù)，或者只鉆研最先進的技術(shù)，而應(yīng)該兩者兼顧，一邊利用成熟技術(shù)抓好市場，一邊研發(fā)高精尖的技術(shù)工藝為未來進行儲備。

可以看到，在VR、AR、無人駕駛汽車、人工智能等新產(chǎn)業(yè)的驅(qū)動下，半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展依然不可估量，但面臨的挑戰(zhàn)還是存在的。不過，挑戰(zhàn)即機遇，在這產(chǎn)業(yè)革新的大潮中如何能夠在摩爾定律與市場需求中取得平衡，持續(xù)為用戶創(chuàng)造價值，為企業(yè)創(chuàng)造收益，是需要整個半導(dǎo)體行業(yè)共同思考的。endprint