后摩尔时代前端制造面临三个挑战终极挑战为良率的提升

日前，中国工程院院士，浙江大学微纳电子学院院长吴汉明在2021第十九届中国半导体封装测试技术与市场年会上表示，后摩尔时代导致前端制造将面临三个挑战:基础挑战为精密图形，核心挑战为新材料，终极挑战为良率的提升此外，他在演讲中提出了三条可以突破高算力发展瓶颈的创新途径:三维异质集成晶圆级集成，存算一体范式，可重构计算架构

如何应对市场对算力需求的提升

吴汉明指出，现在摩尔定律发展已经开始放缓，晶体管密度不能按照以往两年增加一倍的节奏发展从制造成本上来看，在28纳米以前的工艺制造成本下降速度较快，但28纳米之后制造成本下降趋缓性能方面，2002年以前大概每年都可以提升52%，到2014年，每年提升降为12%到2018年，每年性能仅能提升3.5%，所以性能提升也呈趋缓态势

种种迹象表明，后摩尔时代已经来临，吴汉明认为这导致前端制造将面临三个挑战:基础挑战为精密图形，核心挑战为新材料，终极挑战为良率的提升。

如何应对市场对于算力需求的提升吴汉明表示，通过计算范式，芯片架构和集成方法等技术创新，可以突破高算力发展的瓶颈，并提出三条创新途径:一是三维异质集成晶圆级集成，二是存算一体范式，三是可重构计算架构目前，基于TSV的三维异质异构芯片已经公开发布了，采用28纳米工艺的全球最大容量存算一体芯片，单芯片算力达到了300~500TOPS，采用40纳米工艺的混合粒度可重构芯片也实现了效能全球领先吴汉明建议，在1~2年内，将存算一体芯片和可重构计算芯片利用三维集成技术集成在一张Substrate，随后在3~4年内，再通过晶圆级集成在一个大硅片上

急需一条先导线让交叉学科实现产业化

在谈到集成电路产教融合话题时，吴汉明指出，芯片制造技术成果转化的特点，一是转让，将技术成熟，可以在生产上直接应用的成果，在其使用范围内加以应用和推广，扩大生产规模二是转化，将实验室取得的初试成果进行开发和中间试验，使之变成生产上可以直接采用的成熟技术，实现大生产就转化而言，核心在于演示生产的可行性，也就是中试环节验证

集成电路器件的四大产教融合成果转化包括三维器件，高介电常数和金属栅，应变硅以及源漏提升实验室的成果通过Pilot—line实现产业的成果转化目前，我国真正通过产教融合转化出来的成果还较少吴汉明指出，核心问题在于，缺少一条能让交叉学科开花结果的Pilot—line，以使得成果真正实现产业化

吴汉明一直在做准备，希望筹建一个具有成套工艺线三大功能的产教融合公共平台三大功能分别为:一是协同创新，打造设计制造一体化平台，从设计到试验再到制造，缩短研发周期，二是人才培养，从各个方面支撑新工科学院建设，让学生有机会从设计到制造，真正全方位了解集成电路，三是生态建设，支持产业链建设，完善创新生态吴汉明指出，成套工艺是学科交叉的手段，是成果转换的途径，也是产业水平的集中标志目前，产教融合的浙江大学成套工艺研发线已经在建设当中，预计今年9月完成，10月开始流片