1。1。2 国外相关研究

在过去的半个世纪里，世界集成电路产业经历了两次产业转移：第一次是20世纪70年代末，开始从美国向日本转移，造就了富士通、日立、东芝等处于世界顶级地位的集成电路制造商；第二次是20世纪80年代末，韩国与我国台湾成为集成电路产业的主力军。韩国成为继美国、日本之后世界第三个半导体产业中心。

世界集成电路的区域外包与产业转移伴随着一定的技术特征。第一阶段产业转移主要为封装测试环节，美国半导体公司率先将封装环节转移到了香港。第二阶段产业转移主要为制造环节，中国、新加坡都成为世界集成电路的制造大国。第三阶段主要为设计环节的外包，近几年来，随着亚太地区集成电路产业的飞速发展，美国集成电路企业开始逐渐将部分设计环节外包，形成了世界集成电路产业转移的第三阶段。

随着半导体技术逐渐逼近硅工艺尺寸极限，摩尔定律“芯片集成度约每隔两年翻一倍，性能提升一倍”的预测受到挑战。为此，国际半导体技术路线图组织(ITRS)提出了“后摩尔时代”的概念。按照ITRS路线图，至2012年集成电路的尺寸已经达到22纳米，未来14纳米、10纳米甚至7纳米3个工艺节点都有可能诞生[3]。

全球集成电路技术的发展呈现出趋势为：一是延续摩尔定律(More Moore)，芯片特征尺寸沿着不断缩小的方向继续发展。基于投资规模和技术研发成本的考虑，放弃小型化制造技术的芯片厂商日益增多；二是超越摩尔定律(More than Moore)，开发新的半导体材料，运用电子电路技术和电路设计等的概念，在物理结构和器件设计方面产生新的突破；三是为满足小型化而产生系统集成技术，不断扩展应用半导体技术，带动光伏产业、半导体显示等产业迅猛发展，产生了“泛半导体技术”的概念(见图1-1)。

图1-1 集成电路发展概图

2014年4月，美国半导体协会发布了研究报告，分析了现有半导体产业的生态环境，提出了全球半导体技术发展路线以及即将面临的短期、长期挑战。得出系统级芯片已成为半导体产业的主要驱动力、功耗最小化的目标引领集成电路设计。2014-2020年，半导体行业会面临着逻辑器件、存储器件、新型材料和电源管理等相关方面的挑战，传统的平面型互补金属氧化物半导体(CMOS)的扩展路径将会面临性能和功耗等方面的严肃挑战；无线电收发器集成电路和在毫米波应用中采用的COMS技术因需要保持器件1/f噪声等性能在可接受范围内；随着芯片复杂性增加和工作频率提升以及电源电压的降低，芯片上数字和模拟信号之间的隔离显得越来越重要。集成电路制造的精度还有可能将在未来20年内达到几纳米级。

表1-2为2013年半导体技术趋势主要目标汇总表，到2015年电源电压将会达到0。83V，微控制单元MPU（高性能物理栅极）长度将会达到17nm，到2027年芯片最大布线层数将有可能达到17层，电源电压也将可能达到0。64V，MPU长度将达到5nm。

表1-2 2013年半导体技术趋势主要目标汇总表

完成年份 2013 2015 2019 2023

逻辑半间距/nm 40 32 20 13

闪存半间距/nm 18 15 11 8

MPU栅间尺寸/μm2