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解决“中国空芯”问题需要创新思维

来源:中国一卡通网  作者:不详  发布时间:2013-12-18 08:53:54  字体:[ ]

关键字:芯片  创新思维  IC卡  

摘   要:一枚小小的芯片,中国每年的进口额达到1300亿美元,“中国空芯化”问题近来引起社会的普遍关注。与此同时,“棱镜门”事件引发的信息安全问题,更使芯片的安全得到国家的高度重视。要解决“中国芯”问题,需要创新思维。

  集成电路是欧美的必争之地,举国之力在做。现在中国追赶很吃力,但不追又不行。在企业创新方面,存在技术、资金、人才等问题。现在的创新,已经从单纯的技术创新发展成为“技术+应用创新”。从创新来讲,应用是载体。以后还要发展到文化创新这一更高阶段,是一条漫长的路。如果封测企业目标是成为世界一流企业,那么必须要走这条路。

  当下,封测业有可能在某些技术上实现弯道超车,封测联盟也提出“全面追赶、局部超越”,以点带面。我们的突破点就是三维系统封装,国内外企业都在重点研发。在封测联盟下成立了TSV研发联合体,目前有一个联合研发团队在华进共同研发,一起进行原始技术创新、集成技术的开发以及产品的导入,使各环节实现无缝连接。

  所有IC和电子系统都将可重构

  硅CMOS技术主要通过器件(工艺)创新、电路(架构)创新和集成(方法)创新来实现。

  硅CMOS技术的精髓是等缩放,功耗约束导致暗硅现象,成为前进中的又一个障碍。

  硅CMOS技术发展出现以下几种情况:一是硅CMOS集成中有源器件沟道越来越小,而第三维布线层次越来越多。二是进展中出现了一个“悖论”,摒弃本系材料特征的优势,发展原本平面集成的技巧;抑制本应充分利用的效应,专注不涉及器件机理的加工。三是产业经济循环有可能受阻。四是新兴器件短期“无望”。

  当前,硅CMOS技术出现诸多瓶颈,但一时又离不开它。在现存范式内,硅CMOS技术需要创新,主要通过器件(工艺)创新、电路(架构)创新和集成(方法)创新来实现。

  实现硅技术发展创新,需要把握以下几个方面:

  一是硅CMOS器件提升空间日益缩小,目前实践中的两种“自上而下”创新(器件沟道纳米线、量子阱化;新兴器件沿用FET结构),或许会导致“自下而上”的创新。

  二是数以亿计纳米级硅CMOS集成所带来的产品参数散差、涨落和高开发成本,将极大地推动制成品可编程、可重构的创新发展,这将导致“可编程、可配置不仅仅存在于FPGA中,而且存在于所有IC中,甚至电子系统也将具有可重构功能。

  三是在延伸缩小硅CMOS片上集成日益困难的情况下,拓展摩尔已成为重要的方向,这种涉及异质功能的集成方法,在3DIC上仍存在诸多问题,因此发展空间很大,这将在第三次工业革命浪潮中得到空前发展。

  软硬兼施成为IC企业必修课

  硬件复兴的发展路线是应用驱动下的“软硬兼施”,要求人们从互联网视角重新看待硬件。

  互联网改变了人们的生活方式,互联网企业也在强势介入硬件:谷歌收购摩托、阿里推云手机、百度推手机等等,这些都是硬件复兴的现象。

  移动智能终端是硬件复兴的核心。但是手机创新步伐缓慢,可穿戴设备开创了一个新的空间。未来几年,可穿戴设备将成为新的增长点,引发个人数据库革命。瑞士信贷预测,目前可穿戴设备市场规模达30亿~50亿美元,未来2~3年将达到300亿~500亿美元。

  可穿戴设备是硬件复兴的驱动力,不过硬件复兴并不只是可穿戴设备,今后移动个人云(移动存储+无线接入+云服务+移动电源)将成为重点。硬件复兴的特点主要表现为:面向移动互联网、以智能手机为中心、各类传感器、硬件+软件+互联网+服务、数据+音频+图像+视频、个人应用+分享+社区、健康+运动、个人数据+个人云、个性化应用+平台化硬件、商业模式创新、云计算+物联网。

  硬件复兴的实质是移动互联网和大数据支撑下的智能移动终端外延扩展和应用创新。其发展路线是应用驱动下的“软硬兼施”。与以往硬件支撑互联网的发展而催生出虚拟经济不同,硬件复兴将要求人们从互联网视角重新看待硬件,从而改变硬件厂商的命运,影响和改变其他产业的商业模式。

  从硬件复兴来看集成电路,将有如下发展变化:一是集成电路的发展将从“单一的技术创新”驱动转变为“技术创新+应用创新”。二是应用创新驱动软件创新,软件创新引领芯片创新将成为发展的主旋律。三是“软硬兼施”成为集成电路企业的必修课。四是微处理器、存诸器和各类接口是芯片必须掌握的核心技术和IP。五是集成电路企业“跨前一步”,将迎来更宽广的发展空间。

  材料商应关注整个产业走向

  封测产业链联盟推动产业链的合作,上下游企业从“买卖关系”转变成为“战略合作伙伴”。

  在封测产业链中,以前企业之间是点对点,材料供应商与下游是“客户关系”、“买卖关系”。材料企业经常遇到这样的情况,国内客户常会问起生产出的材料被国外哪些企业使用过,而国外客户会问有没有国内企业在用你的材料。

  对于材料厂商而言,材料产品是功能性产品,无法在实验室中做得和客户需要的一模一样,要做到一样,必须要有与客户一样的工厂。即使这样,也只能对某一两种产品很熟悉,不可能对所有的产品熟悉。

  现在通过封测产业链联盟推动产业链的合作,使上下游企业改变了以前的观念和模式,也从“买卖关系”转变成为“战略合作伙伴”的关系。通过协同创新,以封装龙头企业为主,把上下游横向、纵向都连起来。下游企业需要什么样的材料、技术,会反馈给材料厂商,材料厂商根据需求进行研发、生产,做到有的放矢。同时,上下游之间的磨合加快,材料厂商在客户的反馈中能够不断升级,做出来的产品水平提升得也会很快。

  作为材料商,需要关注的不仅是同行业在做什么,还要关注整个产业在朝什么方向走。比如:材料厂商需要关注和研究物联网、云计算、智慧城市,例如传感器的封闭技术、制造技术,材料在其中如何做支撑等。

  当前产业链以“项目”为纽带,上下游结合共同开发。比如开发一个晶体管,材料厂商会考虑,这个如何集成,用什么材料?封装厂会考虑封装,设备厂考虑做设备。产业链上下游一起来开会,共同攻关。

  信息产业发展极快,在摩尔定律失效之后,更需要产业链上下融合。以前整个行业“老死不相往来”,比如在一个会议上很少碰到三个同类企业,现在整个产业链协同之后能够相互了解,这对企业和产业链发展来说都受益。

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