集成电路大师讲堂｜刘明院士：集成芯片突破单芯片光刻面积瓶颈

澎湃新闻记者 张静

·通过半导体制造将若干芯片模块集成，形成复杂功能芯片，可以突破单芯片光刻面积的瓶颈，以及设计周期制约等。

中国科学院院士刘明

8月12日，上海集成电路“大师讲堂”在上海科学会堂开讲，作为首期讲堂嘉宾，中国科学院院士刘明在科普集成电路创新发展之路的同时，提出了高端芯片研发的新途径，即“集成芯片”，将复杂的SoC芯片重新分解成芯粒（Chiplet），根据系统需求将不同芯粒再次组合。通过半导体制造将若干芯片模块集成，以此形成复杂功能芯片，可以突破单芯片光刻面积的瓶颈，突破设计周期制约等。

提升芯片性能的传统方案

集成电路是指一系列电子电路集成在半导体材料上，通常这类材料是硅。基础器件的演变、集成的概念以及平面制造技术的发明是集成电路开启发展的三个重要基本要素。

刘明表示，集成电路在早期发展中的主要驱动力是依靠尺寸微缩。工艺技术每18-24个月更新一代，新一代技术和上一代相比，面积缩小，性能提升，功耗降低。从1971年到2003年，在尺寸微缩占主导的时代经历了11代技术更新，尺寸实现了从10微米到130纳米的突破，晶体管的数量从2300增加到5.92亿，但单个CPU的面积几乎没有增加，“工艺的进步就已经可以给集成电路带来很大的性能提升。”在尺寸微缩的最好时期，一代技术可以为计算机带来50%以上性能的提升，大大促进个人电脑服务器的发展。

当单纯依靠尺寸微缩提升芯片性能的空间变小时，则出现了将不同功能的电路集成在一起，依靠尺寸微缩和设计优化两条路提升芯片性能。SoC的来临就是将更多性能集成在单一芯片上，促进了手机/嵌入设备的发展。以CPU为例，单核处理器性能难以进一步提升时，采用了多核处理器提升性能，进一步采用了异构多核的架构、协处理器以及GPU架构、专用处理器等提高性能。

突破高端芯片研发的新路径

不过，刘明指出，随着处理的核越来越多，芯片复杂度增加，设计周期越来越长，成本大大增加，SoC芯片验证的时间、成本也在急剧增加，大芯片快要接近制造瓶颈。“特别是做一些高端处理芯片、大芯片，单纯靠传统的SoC这条路走下去，需要从系统层面来考虑。”

如何才能实现突破？刘明提到了“集成芯片”。

集成芯片是将复杂的SoC芯片重新分解成芯粒，根据系统需求将不同芯粒再次组合。通过半导体制造将若干芯片模块集成，而非纯粹封装集成，以此形成复杂功能芯片。所谓“芯粒”，就是指预先制造好、具有特定功能、可二次集成的晶片（die）。集成芯片的优势在于，可以突破单芯片光刻面积的瓶颈，突破设计周期制约，也可以突破封装连接极限。

刘明认为，集成芯片是摩尔时代国际集成电路技术创新的前沿，为我国提供了一条基于自主低世代集成电路工艺研制高端芯片的新途径。“中国有巨大的市场，依靠产业来推动，可能也可以形成自己的标准和生态，大家倡导很久的硬件开源，也许会搭载这样一个机遇得以实现。”

产业大咖将陆续登台“大师讲堂”

据悉，“大师讲堂”由上海市人才办、市经信委、市发改委、市科委、市教委、市科协联合指导，由上海大学、上海市集成电路行业协会、上海集成电路产业投资基金联合主办，该讲堂2022年计划举办10期，每期邀请海内外领军企业负责人、业内知名专家学者等，围绕集成电路产业做深度分享报告。首期分享嘉宾除刘明外，还有曾获得上海市白玉兰奖的首批科创板上市企业澜起科技董事长兼 CEO 杨崇和。

上海市经济信息化委一级巡视员傅新华

上海市经济信息化委一级巡视员傅新华介绍，举办“大师讲堂”旨在营造上海主动汇聚天下英才、吸引全球资源共同打造世界级集成电路产业集群的产业氛围，吸引更多年轻人投身这一行业。作为国内集成电路产业链最完整、技术水平最高、综合竞争力最强的地区，上海集聚了超过1200家行业重点企业，汇聚了全国40%的产业人才，集聚了国内50%的行业创新资源，2022年上半年产业继续保持超过17%的增速，全年有望突破3000亿，“集成电路是上海的三大先导产业之一，上海从业人员达到25万人，但和国外相比还有差距”，傅新华表示。

责任编辑：吴跃伟

校对：栾梦

新存科技发布国内最大64Gb单芯片容量3D新型存储器芯片NM101

IT之家 9 月 27 日消息，据“半导体行业观察”报道，新存科技 (武汉) 有限责任公司本月 23 日发布了其自主研发的国产首款最大容量新型 3D 存储器芯片 NM101。

NM101 基于新型材料电阻变化原理，采用先进工艺制程结合三维堆叠技术，在单颗芯片上集成了百亿级规模的非易失性存储器件，单芯片容量达 64Gb 。

新存科技 NM1013D 存储器芯片支持随机读写，较市面已有大容量非易失性产品读写均提速 10 倍以上的同时寿命也增加了 5 倍 ，能大幅提升系统解决方案的性能。

新存科技总经理刘峻表示：

NM101 的研发成功，是新存科技团队多年自主研发的成果。

这款芯片可以为我国的数据中心、云计算厂商等提供大容量、高密度、高带宽、低延时的新型存储解决方案，彰显了国内新型存储技术持续创新的特点。

我们期待这款产品能够为国产存储芯片生态的繁荣贡献一份力量。

新存科技官网资料显示，该公司成立于 2022 年 7 月，专注于 SCM（IT之家注：存储级内存）类别新型存储芯片的研发、生产、销售。

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