莫大康：半導體業定律或進入終點倒計時
莫大康：半導體業定律或進入終點倒計時
推動半導體業進步有兩個“輪子”，分別是尺寸縮小及硅片直徑增大，其中尺寸縮小為先。從邏輯工藝制程觀察，由1987年的3微米制程到2022年的3納米量產，平均每2年開發一代新的制程，這是邏輯工藝制程激蕩的35年。
在邏輯工藝的進程中，英特爾曾作出過巨大的貢獻。但是到7納米時也是FinFET(鰭式電晶體)工藝的極限，再往下的節點必須要依賴于EUV光刻機設備。得益于與ASML(阿斯麥)在EUV光刻機的長期共同研發中設備與工藝的緊密合作，已有其他公司在邏輯工藝制程中超越英特爾，這反映工藝進步離不開設備的支持。
定律或進入終點倒計時
單從尺寸縮小角度尤其是邏輯工藝，預計在2022年進入3納米試產，但是由于受物理極限影響，在1納米時已達10個左右硅原子直徑，所以講尺寸縮小已達“壽終正寢”是正常的。
公開資料顯示，月產50000片的3納米芯片生產線需要投資約200億美元。半導體業進步離不開設備的支持，業界共識在2納米工藝時將采用環柵GAA架構及高數值孔徑NA達0.55的EUV光刻機。據ASML的報道，新的EXE：5200 EUV光刻機將于2025年出貨。
實際上，近期半導體業除了傾注尺寸縮小投資之外，根據市場要求，如物聯網、HPC、存內計算、人工智能等需要降低功耗，也是頭等大事。
半導體業進步可持續多久？
Finfet發明者胡正明教授等認為半導體業前景光明，還能持續上百年，它與尺寸縮小的摩爾定律已接近終點。
從半導體業發展角度，僅從尺寸縮小觀察可能已接近終點。盡管業界認為從技術上看或許還有可能性，但是從成本，經濟角度可能難以持續，而且現在提升芯片功能的辦法很多，而且用得很好，如異質集成及先進的封裝2.5D、3D及Chiplet技術等，因此沒有必要堅守尺寸縮小這一條道。
未來半導體業發展的前景確實光明，近期許多市場分析公司認為在2030年時產業可達萬億美元。另外從半導體業發展觀察，業界早就作好了準備，認為除了尺寸縮小之外，尚有另外兩條道可走，分別是“More than Moore”，如利用TSV及2.5D，3D封裝的異質IC集成。以及“Beyond Moore”，探索新原理、新材料和器件與電路的新結構等。
半導體業發展準則發生改變
半導體業經過50年發展，基礎理論幾乎未改變，它已成為成熟產業。半導體業發展的周期性已經改變，或者它的推動力改變。全球半導體業之前由供需關系推動市場增長，現階段已轉變為結構性增長芯片制造業集中，現在由于地緣政治因素轉變到全球布局。
筆者認為，未來半導體業的復合增長率由5%可能增長到8%-10%；產能擴充由謹慎到放開，且進入產能為王的大投資時代。但是未來尚有以下四個方面制約產業增長：人才方面，短缺是客觀存在，從企業層面需要吸引人才及用好人才與培養人才。供應鏈韌性方面，產業鏈一定有起伏，企業要自始至終擁有危機感。ESG方面，要實現碳中和及碳達峰目標，因此要關注人、水電消耗及污染排放等。創新方面，市場經濟中生存要素，唯有不斷創新，才能競爭勝出。
摩爾定律開初時實際上僅是一種“猜想”，但是之后半導體業的實踐，用數據證實了它的存在以及價值。如今從尺寸縮小角度可能將接近終點，然而由于產業有強大的自我調節能力，以及會有眾多新的市場推動力誕生，將推動全球半導體業持續進步及成長。(中新經緯APP)
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