半导体“颠覆性技术”有哪些？

5月14日，国家科技体制改革和创新体系建设领导小组第十八次会议在北京召开。中共中央政治局委员、国务院副总理、国家科技体制改革和创新体系建设领导小组组长刘鹤主持会议并讲话。本次会议还专题讨论了面向后摩尔时代的集成电路潜在颠覆性技术。

那么到底有哪些潜在颠覆性技术？

集微网根据相关媒体报道以及以往资料，总结相关颠覆性技术如下：

一是新材料。北京半导体行业协会副秘书长兼技术研究部部长朱晶曾提到，通过全新物理机制实现全新的逻辑、存储及互联概念和器件，推动半导体产业的革新。例如，拓扑绝缘体、二维超导材料等可以成为全新的高性能逻辑和互联器件的基础；新型磁性材料和新型阻变材料能够带来高性能磁性存储器如MRAM和阻变存储器；第三代化合物半导体材料、绝缘材料、高分子材料等基础材料的技术也在孕育突破。

此外，凭借尺寸小、速度快、功耗低、工艺简单等优势，碳基电子成为极具发展潜力的替代性半导体技术之一，包括石墨烯电子技术、碳纳米管电子技术、碳化硅电子技术三大碳基电子技术的发展也值得关注。

二是新架构。朱晶认为，以RISC-V为代表的开放指令集及其相应的开源SoC芯片设计、高级抽象硬件描述语言和基于IP的模板化芯片设计方法，将取代传统芯片设计模式，更高效应对快速迭代、定制化与碎片化的芯片需求。类似脑神经结构的存内计算架构将数据存储单元和计算单元融合为一体，将极大地提高计算并行度和能效。计算存储一体化在硬件架构方面的革新，将突破AI算力瓶颈。基于Chiplet的模块化设计方法将实现异构集成，被认为是增强功能及降低成本的可行方法，有望成为延续摩尔定律的新路径。

三是先进封装。先进封装可谓是后摩尔时代的必然选择，包括倒装芯片（FC）、硅通孔（TSV）、嵌入式封装（ED）、扇入型晶圆级封装FIWLP、扇出型晶圆级封装FOWLP、系统级封装（SiP）等。据Yole的数据，2019年全球先进封装市场规模为290亿美元，预计到2025年达到420亿美元，年均复合增速约6.6%，高于整体封装市场4%的增速和传统封装市场1.9%的增速。

四是特色工艺。包括嵌入式非易失性存储、模拟IC以及OSD产品（光学器件、传感器、分立器件）等，通过“非尺寸依赖的特色工艺”，可优化成本，进一步提升性能。

如今芯片行业面临百年未有之大变局，而后摩尔时代的潜在颠覆性技术一旦突破，将颠覆原有的技术轨迹，形成新的格局，国内半导体业能否借此换道超车？（校对/七七）