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趋势|摩尔定律失效,英特尔更新步骤由二变三,韩国为保持霸主之位而战

摩尔定律提出人——戈登·摩尔联合创立的英特尔公司也宣布不再遵循摩尔定律,研发周期由已延续十年的“Tick-Tock”两步骤改为“制造工艺-架构-优化”(PAO)三步骤。2016年,英特尔公司无法按预期实现本应2015年底实现的10纳米制造工艺量产,不得不延长14纳米Skylake处理器架构生命周期,并将于今年第三季度推出基于Skylake架构的Kaby Lake处理器。

韩国中央日报也于近日发表名为《韩国为半导体霸主地位而战》的文章,对韩国半导体产业下一步发展计划、优劣势等进行了初步说明和分析。编译整理如下,以作参考。

韩国半导体产业过去一直很强大,但曾经的荣耀并不一定带来未来的成功,尤其是在这样一个快速变革的世界中,这也是韩国学术界专家和商界领导人齐聚一堂的原因。他们共同探讨如何变得灵活才可以适应未来不可预见的挑战。

一、韩国研究机构和企业目前仍处于领先地位

在政府研究机构方面,韩国首尔国立大学校际半导体研究中心(ISRC)是韩国最高等公共半导体研究机构。与其他跨学校研究中心共享设备不同,该研究中心对半导体制造工艺的各个方面均展开了研究,并配备了全制造流程所用设备。就是该研究中心究出了比现有与非(NAND)闪存(Flash)存储器芯片速度快1000倍、容量大1.5倍、价格更便宜的存储芯片,并已广泛用于优盘、智能手机或数字照相机存储卡中。该团队的下一个目标是找出能够替代硅材料的新型半导体材料。


在企业方面,SK海力士(Hynix)目前运营着世界上单个产能最大的生产厂——位于韩国京畿道利川市的像太空舱一样的M14生产厂,如下图所示。该工厂于去年完工,高77米,占地7.5个足球场大小,其中包括两套半导体生产设施,每套都有几层楼高。2012年,当世界大多数半导体企业都在缩减投资时,SK海力士仍以比上年高10%的增幅加大对生产设施的投入,投资总金额达到33亿美元。正因此,SK海力士的世界排名从2011年的第八上移至2015年的第三(根据IHS数据)。


 


二、后硅时代路漫漫其修远兮

面对未来,在创造出新的行业增长引擎前还有很长的路要走。

ISRC的主席Hwang Cheol-seong说:“2018年前现有硅基半导体技术将达到极限。这正是全世界的研究人员着急寻找能有效替代硅材料的原因。而硅材料已经是半导体产业发展的根基。”这是一个“何时”而非“能否”的问题,何时能发现硅替代材料将从本质上改变这个产值已达3410亿美元的市场版图。石墨烯,曾经被看做是最有可能替代硅的材料,现已被证实不适合用于半导体的量产。

关于后硅研发的战斗才刚刚打响,各国和企业都站在相同的起跑线上。Hwang Cheol-seong说“一旦可替代硅的新材料被发现,国家与国家之间将立刻出现研发上的鸿沟。目前国家级别的竞争仍处于萌芽期,韩国应该尽早集聚力量投入并引领材料领域的研发。”

后硅时代除了寻找新材料外,也同时包含对改善现有芯片性能和计算能力的预期,竞争将进一步加剧,甚至撼动现有市场结构。

过去主导半导体产业某一特定领域的国家和企业可能无法继续保证其领先优势。例如,半导体行业可分为数据存储和信息处理两大应用领域,韩国和日本的芯片制造商一直都是存储领域的佼佼者,但美国英特尔和惠普等这类传统优势在信息处理领域的企业已在快速攻城略地。

2015年7月,世界排名第一的半导体生产商英特尔和排名第五的美光公司共同推出了下一代存储器技术3D Xpoint,震惊了全世界。3D Xpoint包括了现有动态随机存储器(DRAM)和与非闪存的优点,又有效克服了两者的缺点,处理速度是NAND的1000倍,数据容量是DRAM的10倍。英特尔的副总裁和非易失性存储解决方案组总经理Rob Crooke表示:“3D Xpoint技术完全改变了存储器的特性和存储解决方案”。3D Xpoint计划于今年投入量产。

而且,这种情况随着中国这样的国家第一次踏入市场而变得更加复杂。中国政府在2014年成立了国家集成电路产业投资资金,作为加强国家集成电路发展行动的一部分,并为此筹集资金1190亿人民币。去年6月,中国更提出在未来十年为半导体产业投资1万亿人民币的计划。

三、韩国企业已在采取行动

韩国的芯片生产商已在为后硅时代做准备。他们的根本策略是通过改进量产已有芯片的能力来提升竞争力。三星电子去年5月开始在韩国京畿道平泽市建造半导体制造厂,目标是握有全球最大的制造能力。计划资金投入15.6万亿韩元(873.6亿人民币),占地238平方米(或400个足球场大小)。海力士计划今年投入6万亿韩元来持续研发和量产处于行业领先水平的2z和1x-nano DRAM 和3D与非闪存。

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