全球半导体产业正处于迭代升级的关键时期。新技术和新领域的不断涌现加速了产业扩张。供需等关键因素进一步推动了产业链的重组。全球市场既存在风险，也蕴藏机遇。

任何行业的发展都离不开创新。可以说，创新是所有新技术的核心驱动力。凭借技术的不断创新和迭代，半导体行业已逐步发展成为应用渗透率最高、行业影响力最广的战略性领先产业。

2021年6月9日至11日，2021世界半导体大会暨南京国际半导体博览会在南京国际博览中心举行。大会以“创新与变革，核心共赢”为主题，共同探讨全球半导体产业的创新与合作、发展与共赢。（提示：背景回复“创新论坛（有关本次世界半导体大会创新论坛的演讲材料，详情请见文章末尾。）

随着人工智能、5G、物联网等新兴技术的不断融合与发展，全球数字化转型正在加速，这也带动了半导体产业的发展。作为未来经济的支柱产业，半导体产业技术不断取得重大突破。

后摩尔时代的新方向

自摩尔定律提出以来，芯片技术已接近物理极限，性能和功耗均遭遇瓶颈。另一方面，技术手段和经济成本也是制约摩尔定律发展的因素。中国工程院院士、浙江大学微纳电子学院院长吴汉明表示，后摩尔时代，半导体行业的技术发展速度放缓，创新空间和追赶机会也随之扩大。高性能计算、移动计算和自主感知已成为芯片技术发展的驱动方向。为了提升芯片的PPAC（性能、功耗、面积、成本），芯片制造过程将面临三大挑战。

第一种是精密图形。目前，以光刻机为主要设备的工艺主要采用193纳米波长的光来形成20纳米和30纳米的图案，这在技术上非常困难。

第二点是新材料。小型化带来的性能提升有限，因此需要寻找新材料来满足日益增长的性能需求。新材料和新工艺是集成电路芯片制造的主要发展方向。

第三点是提高良率。良率是检验工艺是否真正成熟的标准，也是芯片制造企业面临的最大挑战。

中国科学院院士、中共中央党委常委、上海交通大学副校长毛俊发指出，半导体芯片的未来发展道路有两条：一是延续摩尔定律，二是突破摩尔定律。突破摩尔定律的方法有很多，异构集成便是其中之一。

异质集成能够整合不同半导体材料、工艺、结构和元件或芯片的优势，实现强大而复杂的功能，具有优异的综合性能，突破单一半导体工艺的性能极限，并具有灵活性高、可靠性强、研发周期短等优点。毛俊发表示，异质集成研究意义重大。集成电路的发展已经从单一同质工艺转向多种异质工艺的集成，从二维平面集成转向三维集成，从自上而下转向自下而上。

中国半导体行业协会副理事长、昌电科技董事兼CEO郑力表示，后摩尔时代，芯片的密度和集成度变得越来越复杂，先进封装不再仅仅是“密封”和“安装”，而是朝着“集成”和“连接”的方向发展。AMD、台积电、英特尔等国际巨头正在积极部署异构集成技术，并开发半导体后端技术，以实现高芯片集成度和高​​互连性。

然而，仅靠制造工艺和高密度互连集成工艺是不够的。晶圆制造和后续成品制造必须在芯片早期规划和设计阶段就紧密结合，才能确保良率并提升性能。

半导体行业陷入危机

摩尔定律正在失效，半导体芯片技术亟需创新。然而，半导体市场正面临着百年未有之大变局。2020年初，疫情爆发导致芯片短缺席卷全球半导体市场，汽车电子行业首当其冲。迄今为止，包括现代、起亚、通用和福特在内的多家汽车公司已因芯片供应不足而停产，造成巨大损失。

根据高盛的一份研究报告，全球多达169个行业受到芯片短缺的影响，从汽车电子到消费电子，甚至蔓延到啤酒皂的生产领域。芯片短缺的影响不但没有减弱，反而愈演愈烈。

CCID咨询有限公司副总裁李克认为，芯片短缺的原因不外乎三个：市场需求因素、供应问题以及供需对接问题。根据市场规模统计，2010年和2017年半导体市场增速分别高达31.9%和22%，而这两年半导体市场并未出现核心芯片短缺。显然，2020年的核心芯片短缺并非市场突然爆发式增长和需求放大所致，而是供应问题以及供需对接问题。

SEMI全球副总裁兼中国区总裁鞠龙也表示，核心芯片短缺反映了产能不足的问题，而产能不足是全方位的。从先进工艺节点到材料，甚至封装和测试的关键基板，都出现了核心芯片短缺的恐慌。仅就汽车核心芯片短缺而言，除了强劲的需求和产能不足外，汽车公司供应链管理能力的不足也是造成当前“核心芯片短缺”局面的原因之一。

从芯片制造、封装测试、设计到汽车、网络、消费电子等整个产业链的上下游厂商都受到了芯片短缺的影响，并已采取应对措施。台积电、三星、德州仪器、中芯国际等领先厂商正在积极扩大产能，寻求新的突破。AMD等无晶圆厂厂商以及下游汽车企业也在积极寻求合作，以确保产能供应。

业内多方评论认为，芯片短缺的局面将持续一到两年。上下游市场推高了芯片价格，芯片目前仍处于可售但价格虚高的状态。对于中小企业而言，2020年注定是艰难的一年。龙头厂商也亟需做出调整，以适应市场新的发展趋势。

寻求通过创新和变革实现发展

根据各机构的预测，2021年半导体市场规模将基本呈现“持续增长”的态势。预计2021年增速将达到15%至20%，市场规模将突破500亿美元，创下新的里程碑。

自2020年以来，受市场需求驱动，全球半导体产业链企业纷纷加快布局调整以应对变化并寻求发展。以台湾和韩国为首的12英寸晶圆厂持续扩张，中国8英寸晶圆产能也在不断提升。半导体器件厂商持续加大投资和研发投入。三星、英特尔等厂商在全球范围内加大投资并扩建芯片工厂。

面对当前的市场形势，这对国内厂商而言既是机遇也是挑战。2020年，我国芯片制造行业市场规模达256亿元，封装测试行业市场规模达250.9亿元。这意味着我国芯片制造行业规模历史上首次超过封装测试行业，国内半导体产业结构持续优化。芯片制造行业的快速发展有力支撑了我国集成电路产业的发展，也为供应链和产业链的安全提供了坚实保障。

5G、人工智能、自动驾驶等新兴技术已融入市场，半导体材料、技术和工艺也在快速更新迭代。未来，市场结构将发生重组。李克表示，全产业链企业应清晰了解未来市场趋势，积极寻求新的机遇。

总结

全球半导体产业正处于迭代升级的关键时期。新技术、新领域的不断涌现加速了产业链的扩张。供需等关键因素进一步推动了产业链的重组。全球市场风险与机遇并存。近年来，国产化替代一直是热门话题。2021年是“十四五”规划的第一年。各企业应以自身为主体，引领产业布局优化，迭代技术创新，巩固技术硬实力，并支持国产化应用。

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