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什么是后摩尔时代?国家科技改革创新会议未来投资机会在哪?

近日国家科技体制改革和创新体系建设领导小组第十八次会议在北京召开。中共中央政治局委员、国务院副总理、国家科技体制改革和创新体系建设领导小组组长刘鹤主持了本次会议。 他在会上指出,必…

近日国家科技体制改革和创新体系建设领导小组第十八次会议在北京召开。中共中央政治局委员、国务院副总理、国家科技体制改革和创新体系建设领导小组组长刘鹤主持了本次会议。

他在会上指出,必须坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位,深刻理解科技创新在推动高质量发展、构建新发展格局中的关键作用。此外,本次会议还专门讨论了面向后摩尔时代的集成电路潜在颠覆性技术。

什么是后摩尔时代?

为人所熟知的摩尔定律,起源于上世纪70时年代。

彼时,任职于仙童半导体的工程师摩尔,预言了集成电路发展的趋势,并经修正,总结成了规律。摩尔定律认为,当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。

在过去的四五十年间,半导体行业的发展也一直遵循摩尔定律设定的轨迹快速发展。

如今,可量产的最先进半导体制程数已来到了5nm,逐渐接近所使用的硅晶材料的物理极限,后续以制程工艺来提升性能的开发难度和成本正成指数级的提升。

因此,有业内有声音认为,再过10年,芯片产业会进入后摩尔时代。

所谓的后摩尔时代,即当晶体管收缩不再可行时,创新并不会停止。新材料、异构整合等会成为提高芯片性能的突破方向,如3D封装、第三代半导体、碳纳米管芯片、量子芯片等。

天风证券研究报告指出,超越摩尔定律将在后摩尔时代迎来了高潮。而超越摩尔定律相关技术发展的基本点,一是发展不依赖于特征尺寸不断微缩的特色工艺,并以此扩展集成电路芯片功能。二是将不同功能的芯片和元器件组装在一起封装,实现异构集成。

不过,尽管当下半导体产业沿摩尔定律的发展速度正逐渐放缓,但依然有3nm、2nm,甚至1nm制程的工艺在被行业相关公司所推出,且取得了不错的成绩。

因此,有机构认为,在后摩尔时代半导体产业的发展很可能会是新材料创新、异构整合创新和先进制程设计并行的态势,摩尔定律仍然会在一段时间内发挥重要作用。

目前,国内半导体产业在新材料、异构整合方面与世界先进水平的差距,较制程差距要小的多,且在部分细分领域,如石墨烯、量子计算方面处于世界领先。有业内分析人士认为,后摩尔时代的到来,有望为国内半导体产业发展带来弯道超车的机会。

有哪些投资机会?

具体来看,上述提及的封装技术,被不少业内人士认为是国内厂商短期内,最有可能实现较大突破的领域。

现在先进封装技术包括倒装、凸块、晶圆级封装、2.5D封装、3D封装、芯片粒(Chiplet)封装、系统级封装(SiP)等。可以在不要求提升芯片制程的情况下,实现芯片的高密度集成、体积的微型化并降低成本。

国内布局上述封装领域的企业众多,比如中芯国际(00981.HK)在受美制裁后,发展了Chiplet封装技术,环旭电子在SiP封装领域则较为领先,长电科技、通富微电、晶方科技、华天科技、深科技、华润微、士兰微等传统封装和晶圆制造厂在先进封装领域也做了广泛布局。

新材料领域,目前国内在第三代半导体以及石墨烯材料的研究上成果也颇为显著。

第三代半导体材料主要指的是以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为主的宽禁带半导体材料,具有抗高温、高功率、高压、高频以及高辐射等特性。

相较于第二代半导体材料,不仅可以降低一半左右的能量损失,对装备体积的要求也大幅缩小。可广泛应用在新能源、轨道交通、消费电子等领域。

证券机构研报显示,国内三安光电、华灿光电、聚灿光电、露笑科技、乾照光电等企业均在第三代半导体领域有所布局。

石墨烯同样被认为是有可能取代硅基材料的新一代半导体材料,在相同工艺下的芯片性能要大幅好于硅基材料。

根据去年发布的《新华(常州)全球石墨烯指数报告(2020)》显示,中国石墨烯综合发展实力连续五年稳居榜首,创新实践与产业布局均走在世界前列,活跃科研机构总数、专利申请机构数量、专利优先权数量、高被引论文数量、企业申请专利数量等各项指标也遥遥领先。

作者: 港股之家

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