21專訪丨布魯金斯學(xué)會高級研究員唐睿思:摩爾定律并未失效，新材料與新計算技術(shù)有望現(xiàn)顛覆性突破
21世紀(jì)經(jīng)濟報道記者 何柳穎 廣州報道 缺芯大背景下，半導(dǎo)體的行業(yè)發(fā)展被寄予厚望。
日前，阿布扎比主權(quán)基金，半導(dǎo)體代工企業(yè)GlobalFoundries的主要股東Mubadala表示，半導(dǎo)體行業(yè)有望在未來十年內(nèi)實現(xiàn)指數(shù)級增長。“摩爾定律仍然存在，”帕特基爾辛格在公司的在線創(chuàng)新活動上說。
Mubadala的CEO Khaldoon Al Mubarak指出:半導(dǎo)體行業(yè)花了50年達到了5000億美元的規(guī)模在大約8到10年內(nèi)，這個規(guī)模會翻番，隨后在4—5年內(nèi)再翻一番
而從區(qū)域來看，中國已經(jīng)連續(xù)多年成為全球最大的半導(dǎo)體消費市場根據(jù)《2021全球半導(dǎo)體市場發(fā)展趨勢白皮書》，在2020年，中國市場占比最高達到34.4%美國，歐洲，日本和其他市場的市場份額分別為21.7%，8.5%，8.3%和27.1%
對此，布魯金斯學(xué)會高級研究員，威力登激光雷達公司董事唐睿思在接受21世紀(jì)經(jīng)濟報道記者專訪時表示，在全球化下，中國的科技企業(yè)不斷發(fā)展壯大并進入全球市場，而跨國科技公司也都從中國不斷增長的需求中獲益，這是一個協(xié)同的過程我認為全球所有半導(dǎo)體公司都非常關(guān)心中國市場，都想從中分一杯羹唐睿思曾是麥肯錫公司全球董事合伙人，亞洲半導(dǎo)體業(yè)務(wù)負責(zé)人
伴伴隨著消費市場的不斷增長，半導(dǎo)體及集成電路產(chǎn)業(yè)也已被列入我國重點發(fā)展的先進制造業(yè)之一根據(jù)《十四五規(guī)劃綱要和2035年遠景目標(biāo)綱要》，十四五期間，我國集成電路產(chǎn)業(yè)將圍繞技術(shù)升級，特色工藝突破，產(chǎn)業(yè)發(fā)展和設(shè)備材料研發(fā)四個方面重點發(fā)展
在這過程中，立足于目前的行業(yè)新階段，哪方面的技術(shù)創(chuàng)新將成為提升芯片性能的關(guān)鍵在半導(dǎo)體的研發(fā)過程中，需要注意哪些方面基于全球供應(yīng)鏈，在缺芯問題仍未解決的情況下，各國企業(yè)應(yīng)如何在競爭中實現(xiàn)良性發(fā)展圍繞這些問題，唐睿思一一作出了分析
中國封裝測試，移動SoC等領(lǐng)域?qū)嵙妱?/p>
《21世紀(jì)》:根據(jù)《2021全球半導(dǎo)體市場發(fā)展趨勢白皮書》，中國已經(jīng)連續(xù)多年成為全球最大的半導(dǎo)體消費市場據(jù)你觀察，目前半導(dǎo)體市場的全球布局情況如何，中國有何優(yōu)勢
唐睿思:中國的半導(dǎo)體市場規(guī)模顯然非常巨大，當(dāng)然這里面的市場規(guī)模有的直接流向了中國公司，有的流向了在中國設(shè)廠的跨國企業(yè)，但剔除這部分比例，中國實際的半導(dǎo)體需求依然龐大。
另一方面，中國作為科技創(chuàng)新之源的重要性也在其中得以體現(xiàn)在全球化下，中國的科技企業(yè)不斷發(fā)展壯大并進入全球市場，而跨國科技公司也都從中國不斷增長的需求中獲益，這是一個協(xié)同的過程我認為，全球所有半導(dǎo)體公司都非常關(guān)心中國市場，都想從中分一杯羹
至于半導(dǎo)體市場的全球布局，這其實是一個龐大，多樣化，全球分散的市場，我們必須在具體的產(chǎn)品類別中進行考量我們只能說，在價值鏈的每一個層級中，目前主要由哪些市場領(lǐng)導(dǎo)者所主導(dǎo)，比如，以半導(dǎo)體制作過程中使用的化學(xué)機械平坦化漿料為例，在這個領(lǐng)域，全球有兩，三家公司在這方面是世界上最好的，主導(dǎo)著這一細分市場，分別占據(jù)著30%左右的市場份額，在CPU方面，英特爾和AMD占據(jù)主導(dǎo)地位，在內(nèi)存方面，三星，SK海力士，東芝和美光占主導(dǎo)
半導(dǎo)體和集成電路需要極端的專業(yè)化，每一個細微之處都需要完美因此，在每一個利基市場中，都會有細分的領(lǐng)先企業(yè)，一家公司不可能主導(dǎo)所有，任何一個國家也不可能完全掌控每一層價值鏈
如今在某些領(lǐng)域，中國占據(jù)了很大優(yōu)勢，比如在封裝測試方面，中國份額在不斷增長，并且在這其中產(chǎn)生了一些領(lǐng)先的制造業(yè)參與者 ，在移動SoC等領(lǐng)域，中國所占的份額也相當(dāng)可觀，而且還在以強勁的實力保持增長中國目前有許多圍繞半導(dǎo)體技術(shù)的初創(chuàng)企業(yè)，未來也有望成長為具備全球競爭力的公司
摩爾定律的新轉(zhuǎn)向:新材料與新計算技術(shù)
《21世紀(jì)》:最近幾年來，伴隨著數(shù)字產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，半導(dǎo)體的需求端發(fā)生了哪些變化。“今天我們預(yù)測，未來十年我們將保持甚至超越摩爾定律的速度.作為摩爾定律的引領(lǐng)者，我們將在創(chuàng)新的道路上不懈努力。
唐睿思:半導(dǎo)體顯然是一個不斷變化的領(lǐng)域，在最先進的芯片領(lǐng)域，也已經(jīng)涌現(xiàn)出越來越多的前沿需求，大家都想實現(xiàn)更好的性能，更低的功耗在這過程中，我認為有兩件事變得非常重要
一是越來越多的半導(dǎo)體公司如今已不僅僅局限于設(shè)計與制造芯片，他們正投入軟件領(lǐng)域事實上，高通公司，英特爾等大型半導(dǎo)體企業(yè)雇傭的軟件工程師要比硬件工程師還要多如今的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已不僅僅指代硬件，更多的是包含了硬件加軟件的業(yè)務(wù)范圍
二是伴伴隨著手機等傳統(tǒng)芯片市場的快速增長，其他產(chǎn)業(yè)也開始使用最先進的芯片技術(shù)，自動駕駛汽車就是這樣一個領(lǐng)域在過去，汽車使用的半導(dǎo)體技術(shù)較為落后，但如今一些知名汽車企業(yè)使用的CPU實際上已經(jīng)和最先進的手機芯片一樣高水平我們需要注意的是，如今的技術(shù)已經(jīng)擴散至IT設(shè)備以外的領(lǐng)域，比如汽車，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)等等
《21世紀(jì)》:業(yè)界稱集成電路目前已進入后摩爾時代，對此你有何看法在目前的行業(yè)新階段，哪方面的技術(shù)創(chuàng)新將成為提升芯片性能的關(guān)鍵
唐睿思:按照摩爾的說法，每過18個月到2年，我們就會看到單個CPU的總體容量翻一番，增加密度的同時降低價格，提升性能過去很多人預(yù)測摩爾定律已經(jīng)終結(jié)，實際上它還在繼續(xù)，但在這個過程中，事情的確發(fā)生了一些變化
從終端來看，在過去，摩爾定律僅僅是為了實現(xiàn)晶體管的小型化，但現(xiàn)在，這一定律下的集成電路除了要實現(xiàn)產(chǎn)品精細化之外，更多的是要利用不同的技術(shù)，不同的材料，不同的晶體管結(jié)構(gòu)，不同的物理原理來制造芯片，借此實現(xiàn)技術(shù)的進步與功耗的降低。
比如，在材料方面，我認為摩爾定律并不僅適用于傳統(tǒng)的硅基半導(dǎo)體，現(xiàn)在在新材料方面已經(jīng)有很多創(chuàng)新，比如像氮化鎵，砷化鎵，碳化硅之類它們并不是硅的替代品，而是一種增強硅材料技術(shù)的補充同時，我們將來所接觸到的也許是全新的計算方式，比如量子計算，光學(xué)計算等這些變化十分值得期待，它們實際上是在強化傳統(tǒng)摩爾定律，硅基解決方案的效益
但同時，在這過程中，要注意規(guī)模與速度的問題傳統(tǒng)硅的價值鏈非常成熟，可以在短時間內(nèi)將新技術(shù)推向大規(guī)模應(yīng)用比如當(dāng)蘋果，華為等企業(yè)生產(chǎn)一款內(nèi)置新半導(dǎo)體的手機時，基于高效的全球一體化供應(yīng)鏈，他們可以在短短幾個月內(nèi)生產(chǎn)1億部，質(zhì)量非常高，缺陷非常小
可是，新的半導(dǎo)體材料或晶體管設(shè)計要達到這樣的規(guī)模和速度需要很長的時間這不僅是性能或者效率的問題，而是你要在達到一定的性能水平之后，可以迅速地將其交付到數(shù)百萬消費者和企業(yè)手中從這一點來看，新材料，新的計算方式離大規(guī)模應(yīng)用還有一段距離但總體上，我認為未來10年的技術(shù)創(chuàng)新和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將比過去10年更具創(chuàng)新性，更令人興奮
《21世紀(jì)》:對于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來說，研發(fā)是關(guān)鍵所在，也是難點所在，在半導(dǎo)體的研發(fā)過程中，需要注意哪些方面。
唐睿思:要實現(xiàn)杰出的研發(fā)，系統(tǒng)架構(gòu)十分重要比如說，你在建造一臺超級計算機時，并不只是在為它設(shè)計一個芯片，你必須了解整個系統(tǒng)是如何工作的，包括所有的接口，圖形，內(nèi)存等這適用于手機，汽車等任何一個市場
同時，成功的研發(fā)需要耐心，這過程會長達5年，10年甚至更多的時間，在半導(dǎo)體行業(yè)，我們需要花很長時間來建立一個核心團隊并通過長期的合作來解決難題，如果工程團隊的人員流動率太高，對半導(dǎo)體企業(yè)來說是一大困難。
中美要對世界其他地區(qū)更開放
《21世紀(jì)》:受全球芯片危機影響，近一年汽車，手機等產(chǎn)業(yè)都出現(xiàn)了生產(chǎn)受限的情況你如何評價目前芯片的總體供需關(guān)系關(guān)于后續(xù)發(fā)展，缺芯問題的解決取決于什么
唐睿思:從長遠發(fā)展來看，芯片的供需關(guān)系還不好作判斷現(xiàn)在我們處于供不應(yīng)求的階段，但或許在2—3年內(nèi)，我們又會面臨供過于求，這誰都說不準(zhǔn)
但從目前來看，我們的確看到了芯片需求端的繁榮，我認為這里有三個原因，一是世界數(shù)字化的速度比我們想象的要快，這推動了更多的需求，二是當(dāng)疫情暴發(fā)，芯片的訂單先是被削減，繼而又很快地恢復(fù)，但在需求迅速回升的時候，我們并沒有做好準(zhǔn)備，第三，我們創(chuàng)建了一個以低成本就能高效運行的供應(yīng)鏈，但這個供應(yīng)鏈并沒有投資更多的產(chǎn)能，缺乏一個可以管理需求高峰的緩沖區(qū)。
這里面有一個問題值得思考，就是在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，我們是否需要額外產(chǎn)能是否需要在系統(tǒng)中保留富余部分在過去，大部分企業(yè)都不希望花更多的錢來投資更多的產(chǎn)能，咨詢界多年來也一直在推動半導(dǎo)體企業(yè)致力于精益生產(chǎn)，強調(diào)沒有多余的庫存，沒有多余的資本但最近咨詢行業(yè)也正在發(fā)生轉(zhuǎn)向，他們更多地建議公司應(yīng)該保持彈性來靈活應(yīng)對變化，這或許意味著我們其實需要投資更多的產(chǎn)能，保留多個供應(yīng)商渠道來應(yīng)對供應(yīng)問題
面對目前的芯片短缺問題，我認為還是需要讓半導(dǎo)體公司加強合作，最大限度地擴大全球生產(chǎn)我希望相關(guān)部門可以看到其中的具體問題并努力解決，但這些都需要時間
對于中美兩國而言，開放很重要，不僅是對彼此，是要對世界其他地區(qū)都更加開放。
《21世紀(jì)》:立足全球網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)鏈，在缺芯問題仍未解決的情況下，你認為各國企業(yè)應(yīng)如何在競爭中實現(xiàn)良性發(fā)展。
唐睿思:根據(jù)我過去看到的一些例子，我認為挑戰(zhàn)之一是目前所有的公司都處于激烈的競爭中事實上，對于相互競爭的不同企業(yè)來說，信息共享是不可能的但我想，我們是否能找到一個可信的第三方我們都給它提供匿名數(shù)據(jù)，第三方不共享任何數(shù)據(jù)，但它可以收集信息，并做出相對應(yīng)的研判
我希望我們可以找到一些方法來實現(xiàn)在保守行業(yè)機密信息的同時，也能讓行業(yè)了解到真正的問題所在。”。
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