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中文版 / ENGLISH

半導體行業應在摩爾定律和市場需求中取得平衡

發布時間:2019-03-08
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”同客戶談論業務。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。

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論業務。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?,現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。回顧歷史,以手機為代表的電子設備經歷了幾十年的發展,已經逐步實現了小型化、便攜化和平民化。這背后的發展其實也得益于半導體行業的飛速進步?,F在半導體已經和人們的生活緊密結合,但凡只要插電的產品和器件,里面幾乎一定會有半導體的應用。

半導體技術的進步遵循著摩爾定律,摩爾定律的核心內容是說:集成電路上可容納的電晶體(晶體管)數目,約每隔18-24個月便會增加一倍。電晶體數目的翻倍意味著半導體性能的提升,背后則是生產工藝和相關技術的進步。隨著半導體行業在經歷了半個多世紀的發展之后,電晶體的尺寸愈來愈小,已經趨近于物理極限,要想提升半導體的性能已經不能夠僅靠縮小其尺寸來實現?,F在,半導體性能大幅提升所花費的時間從2000-2005年間開始逐漸放緩到間隔兩三年,最近更演變為每隔四年倍增一次。因此,在半導體業界有一種聲音認為: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?筆者認為我們應該辯證地看待這個問題。首先,摩爾定律本質上是一個關于經濟層面的觀察,而不是亙古不變的實體定律。半導體技術發展至今,雖然在密度微縮上趨于極限,但是隨著新技術和新工藝的應用,半導體性能依然在持續不斷地提升,只是提升的速度逐漸趨緩。目前,半導體行業正經歷著全方位的變革和進步:半導體制造的邏輯技術已經從平面的晶體管向FinFET發展;在閃存上,也從平面走向縱向堆疊。這些變化都在為半導體性能的提升創造著可能,并繼續延續著摩爾定律。但是,我們也應該注意到,隨著制作過程的復雜化,半導體性能提升的邊際成本正在走高。對于半導體行業來說,并不是所有的行業用戶都能夠承擔10%性能提升所帶來的高昂成本。從技術的角度來看,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大規模應用,這就變成了摩爾定律成本的經濟學考量。因此,筆者認為我們在討論摩爾定律是否失效這個問題上時,既要理性看待技術層面的突破,也需要綜合考量市場層面的成本和需求。

充分結合市場需求
回歸到現在的半導體行業市場,筆者發現并不是所有的行業用戶都希望付出高昂的成本,利用最為尖端的技術制造出性能領先的半導體產品。相反,另一部分行業用戶則傾向于利用成本相對較低的成熟技術和設備,通過穩定的升級,或者是軟件更新來提升生產力以獲得收益。舉例來說,泛林集團幫助其用戶將較新的300毫米設備的軟件操作系統應用在了稍老一點的200毫米設備上,使得200毫米設備機臺的性能大大提升。而其另一個成功案例則是將應用在300毫米設備上的一些特殊的后續處理過程整合應用在200毫米設備中,使得有害尾氣的排放減少了90%,并且讓機臺出貨的產出率提升了30%。類似的案例還有很多,因為從行業用戶的角度來看,工廠的機臺達到滿載,產出趨于恒定,所以每增加一個百分點的產出都可以視作為純利。因此,站在市場角度看,行業用戶應該明確的是,究竟是需要性能最為卓越但成本高昂的半導體產品,還是性能能夠滿足大部分需求但成本得以控制的產品。

隨著2014年中國《國家集成電路產業發展推進綱要》發表以來,在政府的推動下,國內半導體行業正在駛入高速發展的快車道,高速發展也意味著在企業決策層面也需要進行戰略性的部署,真正做到瞻前顧后。對于國內新興的半導體企業來說,就是一定不要走入偏科的誤區,半導體行業的特點就是每個環節都不能偏廢,不能只做成熟技術,或者只鉆研于最先進的技術,而應該兩者兼顧,一邊利用成熟技術抓好市場,一邊研發高精尖的技術工藝為未來進行儲備。

可以看到,在VR、AR、無人駕駛汽車、人工智能等新產業的驅動下,半導體行業的發展依然不可估量,但面臨的挑戰還是存在的。不過,挑戰即機遇,在這產業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,持續為用戶創造價值,為企業創造收益,是需要整個半導體行業共同思考的。

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