2020年9月24日,第十八届中国通信集成电路技术应用研讨会暨2020无锡集成电路创新峰会召开。中国电子科技集团公司第五十八研究所名誉所长许居衍院士演讲主题为《从技术走向应用看后摩尔时代的创新》。
在会上,许居衍院士给出预测:今后十年到十五年,将会有两个重要机遇。
其一,创新将会从有序创新到无序创新。
“在摩尔定律时代,未来可以预测,创新围绕应用。发展到现在,产业开始不清楚未来发展方向,机遇变化很快,新的时代会出现新的方式,因此创新将会从有序创新到无序创新。”许居衍院士解释道。
许居衍院士以存储器为例,他表示,存储产业的产值占半导体产业生产的30%左右,因此用存储器的生命曲线可以大致为半导体产业做预测。他指出,在1986年左右,是存储器发展的上升拐点,到1989年,存储产业发展速度下降越来越快,到2018年,技术再次起飞,进入后摩尔时代。
目前的技术发展按照摩尔定律作为指导已经无法进行,2016年,产业从摩尔定律指导转为自下而上的发展路线。2017年,美国国防高级研究计划局部署“后摩尔定律”电子复兴计划。同期,计算研究协会的计算社区联盟成立后摩尔定律计算任务小组。2018年,日本、欧盟等也发布了后摩尔定律相关文件以及策略。直到2019年,我国发布“后摩尔时代新器件基础研究”重大研究计划。最近中国科学院正式筹建了集成电路创新研究院,以期占领后摩尔时代的制高点。
各国都认为在后摩尔定律抓住机遇很重要。因此创新思维发生变化。过去大家焦点集中供暖,自觉聚焦创新方向。现在百花齐放,自主分散破解瓶颈。
时势造英雄,无序出枭雄。摩尔定律成就了两代人的辉煌,也固化了相应的定势思维模式。后摩尔时代呈现百花齐放盛景,新一代人或将创造更大的辉煌。
其二,架构是技术走向应用的桥梁。
根据维基百科描述,架构是规划,设计,构造楼房和其他物理结构的流程和其他物理结构的流程和产品。许居衍院士表示,架构创新将占领世界。未来时间,是架构创新的黄金年。
用架构和技术来划分,可以分成四类:
1. 全新技术与架构下的基础物理探索;
2. 基于现行硅技术探索非冯架构;
3. 搭“摩尔”便车在冯架构下进行应用创新;
4. 基于现行架构探索非“硅”技术。
在后摩尔时代,技术与应用将走向百花竟放的盛景。也可以分成四类。
第一类是“新兴”范式量子、生物。这类主要是基于新兴状态变化、基于新兴器件技术;
第二类是“类脑”模式模拟形态计算,即用硅技术电路系统模拟生物神经形态;
第三类是“硅-冯”范式MOSFET,即用硅的二进制编码表证事物的特征与演变;
最后一类是“类硅”模式NCFET等,即基于电荷变化进行器件技术。
如何把握新机遇?
关于如何把握新时代、新机遇,许居衍院士指出,首先要关注创新进程,目前器件技术正在不断创新,新兴状态器件正不断出现,同时还存在两个机遇期,一方面是AI等市场,另一方面是架构创新。
其次要守住两个理念,主战场依旧是Si-vN范式,但Si-CMOS技术以及vN计算模式将如何发展仍未可知,需要注意的是颠覆性新兴的范式,历史上的“逻辑复归”会否出现新兴基础技术?
最后是需要明白,未来世界也许会重新洗牌,许居衍院士举例表示,上世纪初最大的公司,现在已经退出50名;2000年还不存在的Alphabet,亚马逊,Facebook,腾讯和阿里巴巴则进入了前十名!今后三十年的领航者中将会包括哪些新兴公司?