集成電路上可容納的元器件的數(shù)量每隔 18 至 24 個(gè)月就會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍——這一1965年被提出的摩爾定律，耳熟能詳。然而，近幾年的數(shù)據(jù)顯示，由于架構(gòu)、材料等多種因素限制，增速正在不斷降低，趨向瓶頸。

進(jìn)入“后摩爾時(shí)代”，集成電路產(chǎn)業(yè)去向何方？昨天（26日），浦江創(chuàng)新論壇的“未來（科學(xué)）論壇”中，新一代集成電路技術(shù)成為熱議話題。

1元集成電路產(chǎn)值至少可帶動(dòng)100元電子產(chǎn)品

“去年是集成電路發(fā)明60周年，經(jīng)過60年的發(fā)展，它已經(jīng)成為了非常重要的產(chǎn)業(yè)，”中國科學(xué)院微電子所劉明院士說。

給出一張圖，繪出過去30年全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)概況：從1987到2017年，年均增長率在9%以上，這是一個(gè)相當(dāng)可觀的數(shù)據(jù)。從2010—2018年，全球集成電路產(chǎn)業(yè)增速放緩的，到了2018年，又有點(diǎn)特殊，較2017年有13.7%的增長。仔細(xì)分析原因可以發(fā)現(xiàn)，這個(gè)增長并不是因?yàn)橛辛诵碌膽?yīng)用場景，更重要的是因?yàn)榇鎯?chǔ)器漲價(jià)原因?qū)е铝朔睒s。

到今天，集成電路不僅僅是一個(gè)普通的龐大產(chǎn)業(yè)，它也是今天整個(gè)信息化硬件的基礎(chǔ)，具有非常特殊的地位。

對(duì)于“后摩爾時(shí)代”的到來，劉明院士說，其實(shí)集成電路的發(fā)展一直是應(yīng)用驅(qū)動(dòng)，每一次大的跳躍都伴隨著一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域的出現(xiàn)。比如PC機(jī)的出現(xiàn)，英特爾的微處理器導(dǎo)致了一代PC機(jī)廣泛應(yīng)用。智能手機(jī)的出現(xiàn)，通信帶動(dòng)了集成電路的發(fā)展。接下來，什么將是集成電路的驅(qū)動(dòng)力呢？他認(rèn)為，一定還是應(yīng)用——未來新型計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)成為集成電路發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力。未來的技術(shù)將更加多元化，新材料、新架構(gòu)、新工藝，新的技術(shù)都會(huì)出來。

集成電路技術(shù)發(fā)展，尺寸按比例縮小，這個(gè)按比例縮小不僅僅只是單純縮小，而是意味著如何實(shí)現(xiàn)更小尺寸的加工，如何在功耗、性能之間互相找到平衡點(diǎn)，無論是新材料、新結(jié)構(gòu)都起到了很大的作用。“我個(gè)人理解，一定是性能、功耗、成本三個(gè)因素決定了最終尺寸縮小會(huì)終結(jié)在哪個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)，其他的都不是重要因素，”劉明院士說，“后摩爾時(shí)代”，新器件和三維集成將對(duì)集成電路技術(shù)的格局產(chǎn)生顛覆性影響，也帶來了自主創(chuàng)新的良好機(jī)遇。他特別強(qiáng)調(diào)，“我再次聲明一下，我們一定要夯實(shí)前面的基礎(chǔ)，如果不夯實(shí)前面的基礎(chǔ)，再有創(chuàng)新也不能轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)的效率。”

能否在可重構(gòu)芯片上占得先機(jī)？

“大家已經(jīng)相信應(yīng)該要轉(zhuǎn)折了，絕大部分都同意，”中國電子科技集團(tuán)第58研究所名譽(yù)所長許居衍院士說，“但是現(xiàn)在至少在工業(yè)界、產(chǎn)業(yè)界，還不敢也不愿意把主要精力放在轉(zhuǎn)折上，轉(zhuǎn)折到顛覆性的現(xiàn)有替代技術(shù)。要關(guān)注轉(zhuǎn)折，現(xiàn)在最保險(xiǎn)的轉(zhuǎn)折，就在現(xiàn)行的技術(shù)范圍內(nèi)看看有哪些可以轉(zhuǎn)折的。”

他認(rèn)為，正在發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)，希望能夠?qū)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為智慧，結(jié)合知識(shí)和人類的經(jīng)驗(yàn)。然而，由于當(dāng)下人工智能的算法已經(jīng)到了天花板，不少應(yīng)用場景無法實(shí)現(xiàn)。大家提出人工智能技術(shù)，必須進(jìn)入第三代的。然而，現(xiàn)有集成電路等硬件基礎(chǔ)上，算力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求，缺口很大。按照摩爾定律，要20年才翻一番。可是算力的需求希望今年就能翻一番，摩爾定律即使是還在作用，不能滿足現(xiàn)在的要求。

“繼續(xù)拓展的方向，一是拓展現(xiàn)行的技術(shù)范式，二是探索新型的技術(shù)方式，”許居衍院士說，搞可重構(gòu)芯片，是路徑之一。

據(jù)了解，現(xiàn)在中國已有可重構(gòu)芯片初創(chuàng)企業(yè)。他建議，長三角能不能在異構(gòu)、專用計(jì)算架構(gòu)和可重構(gòu)上做一點(diǎn)工作，以占得先機(jī)。