集成电路发展哲理

　　崇尚“简约”

　　体现在材料、结构、制程、设计和应用五个方面。大自然恩赐了人类一种奇异的材料，它既便宜又丰富，既简单又复杂。在MOS结构中，“两点一线”构成了一个有源器件，并兼具“低进高出”的优异特性;而CMOS结构则具有“功”尽其用，“耗”节其尽的特点。制程采用基于平台的“印刷”。产品则是基于平台的设计，即把数以万计的以“实”元件为基础的系统设计，简化为按某些约束条件下的“虚”元件的“即插即用”“堆积”。应用方面，由于IC集成的深度、广度与成熟度的演进，使得终端产品和应用本身都大大地“简约化”了，例如手机集成度越来越高，并把“方案”都“集成”进去，不仅仅做手机简单—出现了“山寨”现象，而且使用也“傻瓜”化了。

　　倚重“左脑”

　　左脑负责理性推理，属于普通脑;右脑负责感性跳跃，是天才脑。IC发展倚重的是“左脑”，按照逻辑推理思路发展，可以体现在核心结构、核心工具和核心应用(计算模式)三部分。核心结构就是如何把晶体管的特征尺寸做小，原来认为32nm是一个坎，但IBM在22nm时仍然采用传统的平面栅结构;而把晶体管尺寸缩小的核心工具(图形转移工具)依然依赖于光学方法，遵循简单的瑞利公式;至于核心应用则涉及到计算模式问题，由于冯•诺依曼范式积累了太多的人类知识，不会被轻易抛弃，所以一定会继续延用。

　　当然，技术革新仍然没有停止，只是这些革新都是在原有“基本模式”中的螺旋前进。例如核心结构没有突破MOS结构，过去是金属铝栅，现在是金属铪栅，是一种在原有模式上的螺旋式上升。其他也类似，都是基于旧原理上的逻辑延伸和传承更新。

　　几点启示

　　●从发展哲理中看成功的诀窍。即基于最普通的材料、最完美的匹配;采用最巧妙的“缩扩”实现了最辨证的技术与经济“轮回”。

　　●从发展哲理中思考颠覆性突破。Si-CMOS由于本身的物理限制，当它在缩小进程中变得愈来愈繁而又不能“化简”时，就意味着基于CMOS结构在逻辑上不能延伸了，这时就要发挥天才脑(右脑)的作用，寻找颠覆性突破。但是，目前已涌现的“新兴器件”既不成熟又难与Si-CMOS性/价全面匹敌，短时期内还看不到全面替代Si-CMOS的可能，而冯•诺依曼范式也仍将主导SoC设计，这就是说，我们现在还要尽力延伸并充分运用硅技术。主要体现在下面两点。

　　第一，嵌入设计成为延伸创新主流。长期以来，设计业的增速是整个IDM(集成设备制造商)的4倍，整个半导体业的3倍。即使在半导体业非常箫条时期，设计业仍然是正增长，这就使得Fabless成了2008年半导体产业的最大亮点，有3家Fabless公司进入了半导体的前20名，高通则进入了前8名。

　　几年前有人认为，CPU和DSP作为一个标准产品将要死亡，而实际上从数量上看，CPU和DSP等通用产品确实比嵌入式芯片的数量少得非常多。因此有人大胆预测，到2028年，整个半导体市场规模将达到1万亿美元，其中绝大部分的芯片将用于嵌入式系统。

　　第二，“嵌入”应用离不开SiP/3D封装。就电子装置小型化而言，包括我们现在的手机，IC/SoC只占整个体积的很小一部分，其他的大多数零件(如传感器件、光学元件等)的小型化都要靠封装来解决。因此，2005年国际半导体技术发展路线图提出了在“More Moore(延伸摩尔定律)”的同时，要关注“More than Moore(超越摩尔定律)”即SiP(系统封装)/3D(三维封装)的发展。