ISSCC主题演讲上,业界大咖纷纷表示半导体行业已进入了应用驱动时代

国际固态半导体电路大会(ISSCC) 2017已经圆满结束,我们将推出几篇关于今年ISSCC的深度分析报道。此为第一篇。


ISSCC(国际固态电子电路大会)是半导体电路的盛会。2017年的ISSCC已经落下帷幕,本文将就今年ISSCC主题演讲(Plenary Talks)上展现出来的趋势做一些分析。

大趋势


今年ISSCC的主题是Intelligent Chips for A Smart World,从中可以鲜明地看出两个技术潮流,即物联网和人工智能。在物联网和人工智能的应用中,集成电路起着不可替代的作用,可以说是集成电路发展的方向。



从会议主题中,我们也可以看到一些更深层次的东西,即半导体电路发展已经进入了应用驱动而非技术驱动的时代。在过去,摩尔定律仍然很强大的时候,半导体行业可以说是技术驱动,换句话说是先把使用下一代工艺的更快、性能更好的芯片做出来,再去看看有什么应用可以用到这些新的技术,甚至是开创、挖掘新的应用。然而,随着摩尔式的指数发展慢慢接近饱和,目前的半导体行业已经是应用驱动,即先看准一个已经有的应用,再去针对该应用开发芯片产品。ISSCC的主题也从“芯片使xxx成为可能”变成了“针对xxx的新芯片”。这样的转折,值得大家深思。


Plenary Talks上大咖都说了什么


今年的Plenary Talks(ISSCC会议的第一个议程,会邀请业界最顶尖的人物做主题演讲),主题都与摩尔定律以及应用驱动或多或少有关。


台积电负责研发部门的副总Cliff Hou第一个登台演讲,内容是关于台积电的工艺如何在摩尔定律饱和的时代继续发展。Cliff认为,半导体电路设计在目前需要新的设计范式,该范式包括四个要点,包括克服先进工艺非理想型的新方法,底层与顶层协同优化,针对特定应用的定制化(即本文之前提到的“应用驱动”),以及使用新的电路/EDA技术。



在技术方面,Cliff着重提及了封装技术(3D/2.5D封装)。有趣的是,Cliff提到机器学习也可以帮助先进制程下的芯片设计,可见人工智能已经无所不在。



第二个演讲者是来自TI的CTO Ahmad Bahai,Ahmad指出之前的半导体市场总是围绕一个杀手级应用(如上世纪90年代的PC,本世纪初的互联网,以及前几年的移动互联网等等)。



目前摩尔定律的发展已经接近饱和,新工艺造价太贵,最后只有大公司才能享受最新的工艺节点,因此半导体行业的繁荣必须靠多元化的应用和市场才行。



Ahmad认为,之前大家一窝蜂用最新工艺的时代已经过去了。不同于之前无脑用最新工艺在热门市场上拼芯片性能,半导体厂商应该努力在不同的应用上下功夫,针对多样化的应用使用最合适的工艺开发芯片产品。可见,Ahmad也认同目前半导体行业已经进入了应用驱动的阶段。



 

第三个演讲者是来自耶鲁医学院的Jonathan Rothberg,主题是DNA测序芯片的发展。众所周知,DNA测序可以给人类带来巨大的改变,它可以用在诊断、环境监测、制药等等方面。随着DNA测序的发展,医疗也会进入个性化精确医疗时代,即根据每个人不同的基因测序结果制订最有效的疾病预防和治疗方案。事关人类的福祉,DNA测序会是一个巨大的市场。


目前,DNA测序的主要瓶颈是速度以及成本。DNA测序芯片是典型的应用驱动产品,该市场目前还是一片蓝海,随着各大厂商的慢慢进入,DNA测序所需的成本会越来越低,时间则会越来越短。当DNA测序的成本小于1000美元,所需时间小于24小时后,预计DNA测序将会得到普及,而市场也会真正打开。而Jonathan本人创立的公司早已经在基因测序方面布局,通过结合芯片产品、云服务以及机器学习提供全套服务,而Jonathan本人也因此登上了《福布斯》杂志的封面。Jonathan更是用研发的DNA测序芯片为Gordon Moore(摩尔定律的提出者)做了一次基因测序,可谓是生物医学与半导体行业联姻的一个标志。



最后,来自荷兰代尔夫特理工大学的Lieven Vandersypen介绍了量子计算机的发展状况。随着摩尔定律接近饱和,计算机计算能力每18个月翻倍的规律也很难延续。为了继续延续计算能力的发展,科学家们提出了“超越摩尔”(Beyond Moore)的方案,即使用CMOS之外的新器件来进行高性能计算。量子计算机可以算是Beyond Moore的一个典型例子。量子计算机使用量子位(Qubit)来记录信息,其计算效率可以远远超越目前的电子计算机,因此Lieven认为就计算能力而言量子计算机之于目前的电子计算机就相当于电子计算机之于古代的算盘。


然而,如何控制量子计算单元是一个难题。目前,科学家们已经可以做到把量子计算单元与传统的电子电路集成在一起,从而实现用电子电路完成控制,而用量子单元完成计算。



正因为量子计算与电子行业密不可分,量子计算的发展除了需要物理学家的努力以外,还需要电子工程师的帮助。Lieven希望,随着量子计算在ISSCC上的亮相,之后量子计算机的发展可以得到更多来自半导体行业的帮助,从而早日实现实用化。




结语


ISSCC 2017上的主题演讲清楚地告诉我们,随着摩尔定律发展趋于饱和,半导体业界已经从之前的追求More Moore(进一步激进地缩小晶体管尺寸)转向到了More than Moore(针对不同的应用开发专用新半导体电路系统)以及Beyond Moore(开发新的器件以及计算范式)。其中,More than Moore以及相应的应用驱动更是重中之重,将会深刻地影响半导体业的发展方向。


入门产业半导体ISSCC 2017应用物联网
暂无评论
暂无评论~