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后摩尔时代

新封装:提高效率、降低成本,先进封装前景广阔。随着节点缩小,工艺变得越来越复杂且昂贵,在经典平面缩放耗尽了现有技术资源、应用又要求集成更加灵活和多样化的今天,若在芯片中还想“塞进更多元件”,就必须扩展到立体三维,从异构集成(HI)中找出路。SiP 技术集成度高,研发周期短,可实现 3D 堆叠,且能解决异质集成问题,前景广阔。Chiplet 模式能满足现今高效能运算处理器的需求,具备设计弹性、成本节省、加速上市三大优势,SiP 等先进封装技术是 Chiplet 模式的重要实现基础,Chiplet 模式的兴起有望驱动先进封装市场快速发展。 新材料:化合物半导体助力半导体器件实现更高性能,迎来发展契机。目前9 成半导体器件由硅制造,硅材料具有集成度高、稳定性好、功耗低、成本低等优点。但在后摩尔时代,除了更高集成度的发展方向之外,通过不同材料在集成电路上实现更优质的性能是发展方向之一。同时随着 5G、新能源汽车等产业的发展,对高频、高功率、高压的半导体需求,硅基半导体由于材料特性难以完全满足,以 GaAs、GaN、SiC 为代表的第二代和第三代半导体迎来发展契机。 新架构:架构创新迎来黄金时代。以 RISC-V 为代表的开放指令集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。为应对大数据、人工智能等高算力的应用要求,AI NPU 兴起。存内计算架构将数据存储单元和计算单元融合为一体,能显著减少数据搬运,极大地提高计算并行度和能效。长期来看,量子、光子、类脑计算也有望取得突破。

线索:

  • 刘鹤主持召开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,讨论了面向后摩尔时代的集成电路潜在颠覆性技术。

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