ISSCC（國際固態電子電路大會）是半導體電路的盛會。2017年的ISSCC已經落下帷幕，本文將就今年ISSCC主題演講（Plenary Talks）上展現出來的趨勢做一些分析。

大趨勢

今年ISSCC的主題是Intelligent Chips for A Smart World，從中可以鮮明地看出兩個技術潮流，即物聯網和人工智能。在物聯網和人工智能的應用中，集成電路起著不可替代的作用，可以說是集成電路發展的方向。

從會議主題中，我們也可以看到一些更深層次的東西，即半導體電路發展已經進入了應用驅動而非技術驅動的時代。在過去，摩爾定律仍然很強大的時候，半導體行業可以說是技術驅動，換句話說是先把使用下一代工藝的更快、性能更好的芯片做出來，再去看看有什么應用可以用到這些新的技術，甚至是開創、挖掘新的應用。然而，隨著摩爾式的指數發展慢慢接近飽和，目前的半導體行業已經是應用驅動，即先看準一個已經有的應用，再去針對該應用開發芯片產品。ISSCC的主題也從“芯片使xxx成為可能”變成了“針對xxx的新芯片”。這樣的轉折，值得大家深思。

Plenary Talks上大咖都說了什么

今年的Plenary Talks（ISSCC會議的第一個議程，會邀請業界最頂尖的人物做主題演講），主題都與摩爾定律以及應用驅動或多或少有關。

臺積電負責研發部門的副總Cliff Hou第一個登臺演講，內容是關于臺積電的工藝如何在摩爾定律飽和的時代繼續發展。Cliff認為，半導體電路設計在目前需要新的設計范式，該范式包括四個要點，包括克服先進工藝非理想型的新方法，底層與頂層協同優化，針對特定應用的定制化（即本文之前提到的“應用驅動”），以及使用新的電路／EDA技術。

在技術方面，Cliff著重提及了封裝技術（3D／2.5D封裝）。有趣的是，Cliff提到機器學習也可以幫助先進制程下的芯片設計，可見人工智能已經無所不在。

第二個演講者是來自TI的CTO Ahmad Bahai，Ahmad指出之前的半導體市場總是圍繞一個殺手級應用（如上世紀90年代的PC，本世紀初的互聯網，以及前幾年的移動互聯網等等）。

目前摩爾定律的發展已經接近飽和，新工藝造價太貴，最后只有大公司才能享受最新的工藝節點，因此半導體行業的繁榮必須靠多元化的應用和市場才行。

Ahmad認為，之前大家一窩蜂用最新工藝的時代已經過去了。不同于之前無腦用最新工藝在熱門市場上拼芯片性能，半導體廠商應該努力在不同的應用上下功夫，針對多樣化的應用使用最合適的工藝開發芯片產品。可見，Ahmad也認同目前半導體行業已經進入了應用驅動的階段。

第三個演講者是來自耶魯醫學院的Jonathan Rothberg，主題是DNA測序芯片的發展。眾所周知，DNA測序可以給人類帶來巨大的改變，它可以用在診斷、環境監測、制藥等等方面。隨著DNA測序的發展，醫療也會進入個性化精確醫療時代，即根據每個人不同的基因測序結果制訂最有效的疾病預防和治療方案。事關人類的福祉，DNA測序將會是一個巨大的市場。

目前，DNA測序的主要瓶頸是速度以及成本。DNA測序芯片是典型的應用驅動產品，該市場目前還是一片藍海，隨著各大廠商的慢慢進入，DNA測序所需的成本會越來越低，時間則會越來越短。當DNA測序的成本小于1000美元，所需時間小于24小時后，預計DNA測序將會得到普及，而市場也會真正打開。而Jonathan本人創立的公司早已經在基因測序方面布局，通過結合芯片產品、云服務以及機器學習提供全套服務，而Jonathan本人也因此登上了《福布斯》雜志的封面。Jonathan更是用研發的DNA測序芯片為Gordon Moore（摩爾定律的提出者）做了一次基因測序，可謂是生物醫學與半導體行業聯姻的一個標志。

最后，來自荷蘭代爾夫特理工大學的Lieven Vandersypen介紹了量子計算機的發展狀況。隨著摩爾定律接近飽和，計算機計算能力每18個月翻倍的規律也很難延續。為了繼續延續計算能力的發展，科學家們提出了“超越摩爾”（Beyond Moore）的方案，即使用CMOS之外的新器件來進行高性能計算。量子計算機可以算是Beyond Moore的一個典型例子。量子計算機使用量子位（Qubit）來記錄信息，其計算效率可以遠遠超越目前的電子計算機，因此Lieven認為就計算能力而言量子計算機之于目前的電子計算機就相當于電子計算機之于古代的算盤。

然而，如何控制量子計算單元是一個難題。目前，科學家們已經可以做到把量子計算單元與傳統的電子電路集成在一起，從而實現用電子電路完成控制，而用量子單元完成計算。

正因為量子計算與電子行業密不可分，量子計算的發展除了需要物理學家的努力以外，還需要電子工程師的幫助。Lieven希望，隨著量子計算在ISSCC上的亮相，之后量子計算機的發展可以得到更多來自半導體行業的幫助，從而早日實現實用化。

結語

ISSCC 2017上的主題演講清楚地告訴我們，隨著摩爾定律發展趨于飽和，半導體業界已經從之前的追求More Moore（進一步激進地縮小晶體管尺寸）轉向到了More than Moore（針對不同的應用開發專用新半導體電路系統）以及Beyond Moore（開發新的器件以及計算范式）。其中，More than Moore以及相應的應用驅動更是重中之重，將會深刻地影響半導體業的發展方向。