2014/4/25

Moore 2.0 從半導體發展趨勢與技術瓶頸看未來的機會


<跳脫傳統  Moore's  Law  循環模式> 
需從系統層級、技術層級、電路層級到元件層級導入全面性的創新,而不再只是製程技術的微縮。這些創新包括由晶片設計、製造到封裝技術之間的整合,進而提升更多的附加價值。 

晶圓廠的成本則約以摩爾定律一半的比例成長(每經歷兩個節點提高一倍)  。而晶圓廠為了保持最新狀態而不斷增加成本,持續加重資產的負擔,成為另一個難以跨越的門檻。由於風險過高,亦使得無晶圓廠商轉投入晶圓唱共用模式,但也因此不容易在製程中獲得差異性優勢,只能在設計階段尋求差異化。 

未來幾年40nm仍然是半導體產業主要營收來源,如何在「進一步增加該製程節點成本效益」的同時「可以達到28nm與16nm相同的效能」並「有效控制功耗」的技術,將成為20nm製程以下的市場新利基(Niche)。 

<系統層級、技術層級、電路層級到元件層級的創新> 
大廠:  製程設備、材料科學、EDA工具、晶片設計、系統設計、製造、封裝技術之間的整合 
縫隙:  Chip-PKG-board  co-design、Technology/library  selection、IC監控器、矽-資料探勘(Silicon  data  mining)、PVT  binning、Adaptive  control 

擴大差異性: 
Technology/library  Selection:  market  strategy  and  design  intention  driven 
On-chip  Monitoring:  PVT/aging  detection  and  PVT/Vt  variance  management 
Silicon  Data  Mining:  PVT  binning,  post-silicon  tuning  (design  quality,  process  recipe) 
Adaptive  Control:  voltage  calibration,  PMIC  protocol 


如何克服成本效益(包括工程、產品量產與競爭力等),亟需系統性創新的方法來克服。例如,透過對市場需求與競爭力分析、製程節點與原件庫的選擇(library selection)、系統規格與架構設計、功率與時序驗證、測試(testing)與產品可靠度檢驗(reliability qualification)等方法等重新定義並做全盤性的分析與規劃 。