半導體行業應在摩爾定律和市場需求中取得平衡

請回溯到上世紀80年代，想像這麼一個場景：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。回到今天，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。這背後的發展其實也得益於半導體行業的飛速進步。現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，裡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，背後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後，電晶體的尺寸愈來愈小，已經趨近於物理極限，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。現在，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於經濟層面的觀察，而不是亘古不變的實體定律。半導體技術發展至今，雖然在密度微縮上趨於極限，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：半導體製造的邏輯技術已經從平面的晶體管向FinFET發展；在快閃記憶體上，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，並繼續延續著摩爾定律。但是，我們也應該注意到，隨著製作過程的複雜化，半導體性能提升的邊際成本正在走高。對於半導體行業來說，並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，筆者發現並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製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於利用成本相對較低的成熟技術和設備，通過穩定的升級，或者是軟體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毫米設備的軟體操作系統應用在了稍老一點的200毫米設備上，使得200毫米設備機台的性能大大提升。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後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%，並且讓機台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，工廠的機台達到滿載，產出趨於恆定，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，真正做到瞻前顧後。對於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，或者只鑽研於最先進的技術，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、人工智慧等新產業的驅動下，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。

出自泛林集團中國區首席技術官 周梅生

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