中国工程院院士 许居衍

中国工程院院士,曾任四川固体电路研究所、中国华晶电子集团总工程师。现任中国电子科技集团科技委常委、集团第58研究所名誉所长。他还是中国半导体行业协会顾问。

Mr. Juyang Xu is a Member of China Academy of Engineering. He used to be the Chief Engineer of Sichuan Institute of Solid-state Circuits, Wuxi Microelectronics R&D Center and China Huajing Electronic Group. He is now the member of the standing Committee on China Electronics Science and Technology Group Corporation and the honorary director of The 58th Research Institute of CETC . He is also the Advisor of China Semiconductor Industry Association.

后摩尔定时代的半导体技术创新问题
许 居 衍
中国电子科技集团第58研究所

1992年，我们提出“基于近平衡态物理的半导体技术将于2014-2017年逼近极限，摩尔定律失效”时，争议颇多。今天，“科学家普遍认同”这一极限将在2020年前出现（美国SIA 2005年年度报告），摩尔本人也在今年摩尔定律40th 周年纪念会上讲到，摩尔定律大约还会延续2-3半导体技术代。我国《科学时报》今年4月19日也以“10年后摩尔定律走到尽头”为题，报导了上海的一次院土沙龙。这些事实表明，业界对半导体技术极限和摩尔定律终结的认识基本上一致了。现在要讨论的问题是：在主流半导体技术后续发展中，我们应该更关切那些创新问题？
把戈登·摩尔关于芯片器件数和性能翻番的预测命名为“摩尔定律”的卡弗·米德(CarverMead )教授新近指出，摩尔定律失效并非是件坏事，因为现在人们可以从容地利用现有的工艺能力并重新开始思考新问题。台积电董事长张忠谋则明确讲到：摩尔定律应该还能维持十年，但若考虑市场需求等因素影响，摩尔定律应该还可以再维持十五年，这段时期也可称为后摩尔定律时代，后摩尔定律时代的主流应是在现有技术范围内，推出多元化应用产品。

半导体技术逼近极限后，由于可替代的技术还远未成熟，因此十多年前我们同时预测认为，当今的主流半导体技术还将延续到2047年，即半导体晶体管发明100周年时，才会进入衰退期。在这段时间内，描述半导体产品沿“通用”与“专用”特征循环每20年一次的“循环律”，将“替代”摩尔定律引导主流半导体后续创新。在本演讲中，我们从半导体技术的逻辑发展演绎、从计算的逻辑思辩，分析了今后半导体主流产品技术的发展走向，提出了半导体技术已由等比例缩小为主的创新（半导体引导应用），向以电路系统架构为主（应用带动半导体）的创新方向过渡，从而推动信息技术向第三代或普造计算前进；而当前的主流半导体技术也将在自己的嵌入式高密度集成创新中，寻找突破，进入纳电子时代。