因为一些众所周知的原因，国产半导体的前行之路正迎来困难的爬坡阶段。跟着先进工艺的运用益发困难，可是商场各运用场景却对芯片的算力和功用等要求一点点不减的布景下。那么，放下先进工艺，国内还能从哪些技能方向进行包围呢？
处于后摩尔年代，开展节奏开端慢下来，芯片体系功用的进步不再依托单纯的晶体管微缩来完成。宽广而又碎片化的商场，给国内各企业孕育了发挥拳脚的“温床”。这不只给我国的追逐者一个开展机会，一起也是各家企业探究对设备和工艺条件不太严苛的新技能、新途径，各显神通的年代。
进入人工智能年代，算力和运算数据量每年都在指数级添加，可是摩尔定律现已挨近于到极限，每代芯片只要10-20%的功用进步。再加上冯诺依曼架构的算力现已被内存墙所束缚，只要处理内存墙问题才干进一步进步算力。在各种处理计划中，存内核算是最直接也是最高效的。
存算一体技能（PIM ：Processing in-memory）被视为人工智能立异的中心。它将存储和核算有机结合，直接运用存储单元进行核算，极大地消除了数据搬移带来的开支，处理了传统芯片在运行人工智能算法上的“存储墙”与“功耗墙”问题，能够数十倍乃至百倍地进步人工智能运算功率，下降本钱。
除此之外，因为存算一体具有大算力、低功耗的优势，因而对先进工艺制程归于弱依靠，是一种能够打破先进工艺对功用束缚的途径，能够用老练制程做出先进制程的作用来。算力和工艺有必定相关性，但不强，更多的是看其产品的定位，在功用、功耗和本钱三者之间寻求相对的平衡。现在市面上依据存算一体的存储介质首要有三种：Flash、SRAM、ReRAM等。其间Flash介质所选用的工艺节点在40nm左右；SRAM和ReRAM在28nm工艺就能够完成很好的功用优势。
现在存算一体技能现已开端从低功耗场景逐步向有着更大算力需求的智能驾驭商场猛进。在智能年代里，从可穿戴到自动驾驭，功耗束缚下场景里的核算功率都是永久的主题，存内核算是解放算力进步能效比最强有力的兵器之一。
Chiplet被职业遍及以为是未来5年算力的首要进步技能。Chiplet能够使咱们不再需求只依靠单个芯片功用的进步，能够测验运用新的敞开规范UCIe来优化规划的异构Chiplet，完本钱钱优势和功用上的进步。
本钱低：一方面，现在的芯片面积变得越来越大，不只制作难度添加，也添加了良率带来的丢失，而经过将大芯片分红更小的Chiplet，进步了产值（或良率），则下降了制作本钱；另一方面是，Chiplet答应运用不同的制作节点创立异构的芯片，SoC中不同功用的模块可运用不同的wafer技能，高功用的或许需求5nm，其他功用或许只需求40或许28就能够做到功用最大化。此外，企业能够在多个产品中重复运用小芯片来削减规划时刻和流片费用。据统计，Chiplet能够将7nm芯片规划的本钱下降25%，到5nm及以下，本钱节约更大。打破了SoC规划极限：Chiplet打破了光罩面积的规划极限，经过异质集成的方法打破了功用极限，使其不再受多工艺的束缚，经过算力可扩展的方法进步了芯片的功用，并经过灵敏开发的方法大大缩短了工期极限。
跟着全球消费电子工业、HPC运算等对Chiplet的需求，Chiplet商场前景一片大好。依据研究机构 Omdia 陈述，2024年选用Chiplet的处理器芯片的全球商场规划将达 58 亿美元，到2035年将到达570亿美元。
因为我国大陆的半导体制作业在先进芯片方面有所落后，所以，运用新式封装技能集成和互连国内堆集多年的处理器、存储器等Chiplet，到达对标或逾越国外高端芯片算力意图，是打破半导体工艺被卡脖子的重要途径，对我国的集成电路工业具有重要意义。
所谓硅光子集成技能，是以硅和硅基衬底资料（如 SiGe/Si、SOI 等）作为光学介质，经过互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容的集成电路工艺制作相应的光子器材和光电器材（包含硅基发光器材、调制器、探测器、光波导器材等），并运用这些器材对光子进行发射、传输、检测和处理，以完成其在光通信、光互连、光核算等范畴中的实践运用。
硅光技能的中心理念是“以光代电”，即选用激光束替代电子信号传输数据，将光学器材与电子元件整合至一个独立的微芯片中。在硅片上用光替代传统铜线作为信息传导介质，大大进步芯片之间的衔接速度。后摩尔年代，光子芯片因其功耗低、低时延、具有高运算速度，且不易收到温度、电磁场和噪声改变的影响等优秀特性，而被业界寄予厚望。
依据Gartner数据，2021年全球光芯片（含 CCD、CIS、LED、光子探测器、光耦合器、 激光芯片等）商场规划达 414 亿美元，估计2025年商场规划有望达561亿美元。
光子芯片选用全新的芯片规划架构思路，将能够对现有的电子芯片功用进行大幅度进步，处理电子芯片处理不了的功耗、访存才能和核算机全体功用等难题。
并且光子芯片对结构的要求不像电芯片那样严苛，光的波长在百纳米到1微米量级，因而，光芯片不用寻求工艺尺度的极限缩小，就能有更多的功用用以进步空间，一般是百纳米级。但光芯片和电芯片各有优势，二者虽在某些场景有竞赛，光子集成电路高速率传输和电子集成电路多功用、智能化的长处，虽然在某些运用场景中，两者有竞赛，但更多的时分，二者是共赢联系。未来光子芯片和电子芯片的结合，或将是工业立异的一个很重要的方向。
跟着摩尔定律逐步失效，寻求硅以外的替换资料成为职业的一大方向，而碳纳米管则被看作一个有期望的替代品。碳纳米管具有加工温度低、作业速度快、功耗低、更易完成三维异构集成等优势，最有或许成为后摩尔年代集成电路的颠覆性技能之一。世界半导体技能路线图很早就以为，碳纳米管是未来最理想的电子学资料。
在本年第25届京台科技论坛上，我国科学院院士、北京大学电子学院院长彭练矛表明，碳纳米管做的芯片归纳功用能够比现在的硅基芯片进步成百上千倍。其别的一个长处便是，能够用二氧化碳制备碳纳米管，这样就能够耗费更多的二氧化碳。
理论仿真结果表明，选用三维集成的碳基集成电路较传统集成电路具有1000倍的功用功耗归纳优势。依据已有研究成果预算，90纳米碳基集成电路技能可到达硅基干流28纳米技能节点的归纳功用。因而，90纳米集成电路技能是碳基集成电路技能走向运用的要害节点。
“传统硅基芯片资料的潜力根本已被发掘殆尽，无法满意职业未来进一步开展的需求，启用新资料是从根本上处理芯片功用问题的出路。”这是20年据守碳基芯片研制的彭练矛所述。
现在其团队经过体系的优化阵列碳纳米管沟道资料，改进MOS栅叠层结构（碳纳米管/栅介质/栅金属），初次完成了依据阵列碳管的高功用增强型晶体管和集成电路，充沛展现出碳管电子学的优势。相关论文已宣布在世界闻名期刊《先进功用资料》上，论文榜首作者北京大学电子学系、前沿交叉学科研究院博士生林艳霞表明，在工艺水平相对不先进的实验室中研制出来的增强型晶体管和高速电路，就能到达晶体管迁移率挨近单根碳管、并且比工业化水平老练的硅基要高9倍多的水平。并且晶体管的实践功用也是榜首次逾越与硅基相同尺度的晶体管功用，这正说明晰碳晶体管、碳基芯片的无限潜力，它有满意的力气推进未来集成电路工业的快速开展。
封装也是一大抓手，More than Moore是我国集成电路的新机遇，把握先进的体系级封装技能是完成技能逾越的良机。自80年代中期，封装现已成为我国半导体供应链中的要害环节。而现在SiP这样的先进封装现已成为我国半导体职业的技能要点。SiP被业界以为是连续摩尔定律的必然选择途径。上文所述的Chiplet也依靠于SiP和2.5D/3D这样的先进封装技能。
SiP（System in Package）将具有不同功用的自动元件和被迫元件，以及比如微机电体系（MEMS）、光学（Optic）元件、处理器、存储器等功用芯片集成在一个封装内，成为可提供多种功用的单颗规范封装元件，构成一个功用完全的子体系。
SiP能够运用异质集成处理不同芯片工艺的兼容问题。此外，SiP还在专利壁垒，开发本钱、研制周期方面具有优势。在后端环节，SiP相关于传统的PCBA也具有许多长处，如减小尺度、增强功用、延伸产品生命周期，下降后端运用企业的规划难度以及供应链办理本钱，进步产品可靠性等。SiP从终端电子产品视点动身，不再一味重视芯片自身的功用和功耗，而是转向愈加务实的满意商场需求。
SiP计划现已开端从耳机这样的小型可穿戴商场逐步向家电和轿车等商场延伸，例如SiP可用于轿车微处理器、存储器、输入输出接口、模数转换器等大规划集成电路及组成发动机操控单元。别的，轿车防抱死体系、燃油喷发操控体系、安全气囊电子体系、方向盘操控体系、轮胎低气压报警体系等选用SiP的方式也在不断增多。
依据Yole猜测，2025年先进封装的占比将进步至全体封测职业的49.4%，其间SiP封装被商场看好，在2020年到2026年年间，依据覆晶(FC)和打线接合(WB)的SiP商场将以5%的CAGR生长至170 亿美元的规划。同期，嵌入式芯片(Embedded Die，ED) SiP商场则将以25%的CAGR 添加到1.89亿美元；扇出型(FO) SiP商场价值估计以6%的CAGR20-26生长至16亿美元。
但SiP的开展需求不同专业范畴来互相配合，包含IC基板、封装技能、模组规划与体系整合才能等。当下，从国内半导体工业结构来看，各范畴散布广泛且逐步完好，现已具有上中下游协作的根底条件。这关于从业者来说，是很好的开展机会。
综上，能够看出，后摩尔年代，有许多新技能正在被工业界开辟出来。可是需求正视的是，任何一个新技能其背面所面对的的应战都将是巨大的，不只是技能自身上的难题，还有工业链的配套方面的缺失，所以每一项技能都需求构成一个好的工业生态，建立渠道、优化生态，工业链上下游加大协作。
