半导体产业转型升级 运算能力将不再是终目标

　　【中国智能制造网 市场分析】智能手机的销售减缓加上摩尔定律的瓶颈，半导体产业的发展之路似乎并不顺畅，未来，半导体产业转型升级之后，运算能力将不再是终目标。据悉，半导体产业对于新制程节点可以提供的功耗、效能和成本改善的认知，在22纳米制程之后而出现变化，由于需使用多重曝光和鳍式电晶体(FinFET)，导致设计与制造成本不断增加。　　而大环境出现变化，电脑从大型主机、桌上型电脑、笔电一路演化至智能手机和平板，之后却出现断层，缺少独霸市场的单一装置，反而增加许多垂直市场的客制化解决方案。
　　
　　据报导，半导体业者在进入10纳米制程之后再度面临静态功耗的问题，不仅需要更多色彩和图像层，芯片的设计和制造也比以往费时。动态功率密度和静态功耗引起的过热问题也随着节点增加而恶化，并且更难预测和验证。
　　
　　业者必须提高芯片的销售量，投资成本才可能回收。然而大环境却走向客制化，不仅无法以单一设计套用至几十亿装置上，设计和技术的再使用率和通用性也随之减少，尽管设计程序变得更复杂、芯片总数持续成长，但每一种设计的生产数量却出现下滑。
　　
　　新思科技(Synopsys)执行长兼董事长AartdeGeus表示，半导体产业过去有两个主要阶段，是运算，杀手级应用为个人电脑以及之后的网路、服务器和云端；第二则是移动，智能型手机成为大量应用程式的平台。
　　
　　这两个阶段对于技术开发有极大的影响力，但成长率已经大不如前。Geus预测，大概还需要好几年时间才能看出半导体产业转型后的经济效益。
　　
　　除了大环境的转变，半导体技术本身，像是新工具、材料、方法、标准，以及制作和封装芯片的方法，也面临转型。其中一项便是由NextGenerationMobileNetworks群组制定5G无线传输规格，可提升网路下载速度至10Gbps，延迟小于1毫秒。
　　
　　英特尔(Intel)认为，5G可以打开网路功能虚拟化(NFV)和软件定义网路(SDN)的大门，高通(Qualcomm)则看好5G可以带动新服务、连结新产业和装置并改变使用者经验。
　　
　　除了数据传输外，数据储存也开始出现新技术，例如3DNANDFlash、高频宽存储器(HBM)、混合立方体存储器(HMC)、磁阻式随机存取存储器和3DXPoint技术等。
　　
　　另一块拼图则是封装方式，虽然FinFET和环绕式FET可解决功耗问题并改善性能，但也相对增加设计和制造的困难度和成本。替代方案便是采用2.5D或是扇出型等先进封装技术，目前半导体业者正投入研究，希望找出理想的封装解决方案。
　　
　　展望未来，半导体和系统层级的需求将会持续成长，安全性也会纳入平行和垂直元件的设计。至于转变大的就是运算能力将不再是终目标，因为运算功能将逐渐分散到不同装置上，并且跨越不同的网路、市场与地点。过去由元件性能驱动设计的情形，也将改为由终端市场需求驱动技术的设计。