IEEE Fellow王志華：半導體是朝陽行業 IC是人類迄今最偉大的發明

最近我們經常會聽到一些悲觀的論斷，覺得現在半導體產業工程師待遇比不過網際網路巨頭IT工程師，還有認為摩爾定律快走到頭了，理論上講，半導體基本就被玩死了等觀點，就說半導體現在已經是夕陽產業了。

那麼真是這樣的麼？

其實不然，請看下文的一些觀點：

首先是IEEE Fellow王志華教授的的觀點：

「IC是人類迄今為止最偉大的發明」

「IC是人類迄今為止最偉大的發明，沒有之一。

」這是清華大學教授、IEEE Fellow王志華教授的結論。

以他的觀點來看，IC是現代資訊時代產業的基礎、國家安全的核心、智慧財產權的有效載體。

為人們的日常生活帶來了天翻地覆的變化，也為人類社會形態帶來了巨大的變化。

在中國IC業飛速發展的同時，王志華指出了差距，儘管中國在以智慧型手機為代表的移動終端的AP、通信模塊方面已占據全球大約17%的市場份額，在應用集成電路的其他領域，國產晶片所占市場比例幾乎為零，與全球的領先技術水平差距還很大。

但人才為何對這個高端行業興趣不高？

「認真地說，集成電路是個朝陽行業，有三個事實可以說明這個產業非夕陽產業：

第一，2017年全球集成電路產品的市場銷售額大約在4000億美元，可以預測未來5年、10年，全球對集成電路的需求總量一定不會減少；

第二，今天全球正在銷售的集成電路，未來5年、10年一定不會繼續銷售，換句話說，未來全球銷售的集成電路產品一定是新設計的創新性產品；

第三，未來中國貢獻的比例會越來越多。

」他表示到，「集成電路業高度體現了創造性，在信息產業中的地位類似於人類的糧食，一天都不可以沒有。

事實上很多精英進入了半導體行業，留在了半導體行業。

人才有不同層次的需求，我不認為半導體和集成電路行業競爭不過網際網路行業。

」

「做個比喻。

假設某家網際網路企業倒閉，其對全球的影響不會超過24小時；而如果TSMC倒閉的話，對全球的影響會超過1年。

」

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我們在知乎上也找到幾篇認為半導體行業是朝陽產業的論斷：

作者：詹士傑

半導體行業之所以被大家「調侃」，在人氣上被軟體行業超越，個人以為，是因為半導體行業是偏向第二產業（量產）而軟體業偏向第三產業（定製）。

晶片，器件的需求量著實非常大，但是和軟體相比，沒有這麼多個性化的需求，一套設計方案可以量產一大批。

軟體與生活聯繫更緊密，為了貼合不同用戶和不同場景的需求，需要不斷地重新設計，因此更加像服務業。

同時，半導體行業在摩爾定律的「詛咒」下，進一步把自己的花樣越玩越少，直到今日。

而隨著網際網路的普及，軟體又催生了各種新的需求，反過來促進行業擴張。

由此，差距進一步拉大。

不過隨著現有半導體計算能力趨於極限，行業的戰略也逐漸開始調整。

模式逐漸由之前的硬體決定軟體轉變為軟體決定硬體。

之前的世界半導體大會確立了晶片根據軟體要求進行定製和研發的新思路。

個人認為，這個思路可以讓半導體行業即使暫時不突破摩爾定律也能走出僵局。

可以看到，隨著物聯網，智能硬體，智慧城市等行業開始發展，出現了越來越多的專用晶片（比如機器學習專用晶片）。

這樣一來，首先晶片的市場仍然可以繼續保持甚至擴大。

其次，晶片定製化專業化的模式也可以進一步發展。

反觀軟體行業，儘管需求非常大，不過隨著底層代碼的完善，越來越多的工作會變得模塊化。

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例如手機端和PC端的軟體開發已經被大公司通過一系列開源的開發平台所降低了門檻。

現在，諸如AI以及大數據等工作也會逐漸模塊化。

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之後的事情就不詳細討論了，這也不是討論軟體行業的話題。

總而言之，儘管在很長一段時間內，軟體行業依然會占有很大的優勢，半導體行業依然可以實現自身的發展和模式的改進，從而保持產業活力。

作者：acalephs

20年前，很多人預測摩爾定律要到頭了，100nm將是集成電路產業的極限。

然後接下來十年工藝發展速度比摩爾定律預測的還快

10年前，很多人預測半導體工業走到頭了，50nm就是矽/氧化矽電路的極限了。

然後intel搞出了32nm HKMG。

5年前，很多人預測20nm工藝會是一個重大瓶頸，半導體工藝已經到了極限。

然後fin-FET，tri-gate的3D電晶體出現了，14nm也量產了。

現在，很多人預測半導體是個夕陽產業，10nm是半導體工藝的極限。

然後傳來消息說intel正在部署7nm工藝節點。

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20年前，很多人預測量子計算機/光子計算機/生物分子計算機將會取代傳統的半導體計算機。

現在，很多人還在預測量子計算機/光子計算機/生物分子計算機將會取代傳統的半導體計算機。

半導體是不是夕陽產業我不知道。

我只知道20年了，半導體產業還在一邊跟著摩爾定律擴張一邊對這量子計算機/光子計算機/生物分子計算機說：「未來是你們的。

」

作者：矽谷密探

如果說「摩爾定律」走到盡頭就算代表進入夕陽產業的話，是的，摩爾定律已經走進盡頭。

目前Intel和TSMC在試圖量產7nm的半導體生產工藝，而根據實驗室的測試數據在器件尺寸到1nm的時候，量子隧穿效應已經非常嚴重，很難解決這個問題（想像一下1百萬個CMOS裡面有一個出了問題，這個機率對於晶片來說就已經非常高了，而且CPU這種高級晶片裡面至少也幾千萬個CMOS）。

從7nm到1nm, 即便摩爾定律變慢了，我們也可以認為摩爾定律將很快走到盡頭，這樣的話，我們就可以得出結論，半導體產業已經是夕陽產業。

而且即便是我們實現了1nm的生產工藝，哪又怎樣，還有0.1 nm的盡頭，除非你要像三體那樣雕刻質子計算機，那當我沒說。

但是從另外一個角度講，摩爾定律是否走到盡頭和晶片產業是否是夕陽產業似乎沒有多大關係。

從出現的時間點來說，半導體產業絕對是朝陽產業，人類幾千年前就有了衣服，有了房子，幾百萬年前一誕生就需要食物，但是半導體產業還是最近1百年的事情，而且至今仍然是對很多國家封鎖的高科技產業，有興趣的人可以查一下瓦森納體系。

同時，我們也好像沒有聽人說服裝產業，房地產產業或者餐飲業是夕陽產業。

為什麼？因為市場還需要這些產業。

同時時代不停進步，新的需求被不停開發出來，今天人們吃的，住的，穿的，相對於3千年前的人類來說，已經有極大的技術創新。

那麼晶片產業在摩爾定律快要走到盡頭的時候，市場是否還需要半導體產業，而且半導體產業有沒有什麼其他方式來繼續作出創新呢？針對後一個問題，其實有很多，這裡主要介紹兩種：

第一種是在半導體代工的時候將以前的多晶矽的Gate改成Metal Gate, 因為金屬的導電性能更好，所以通過這樣做可以有效的增加信息傳輸速度。

畢竟摩爾定律的目標是提高運算速度，只要能達到這個目的，是不是一定要通過縮小尺寸這個手段是不必要的。

換用了Metal Gate之後，再配合FinFET 技術增強Gate對器件的控制能力，晶片的信息傳輸速度是會變快的。

當然，變快多少，沒法比較，但是今天有人跑出來說金屬導電性能比多晶矽高，電子跑的比較順暢，反對的人肯定比較少。

上圖第一個是Metal Gate,這樣Gate的控制信號（電信號）可以更快的得到響應。

同時由於現在的Gate是平鋪在電流通道上，所以在晶片尺寸變小的情況下對電流通道的控制能力變弱，通過Finfet技術（第二張圖），Gate不僅從上方，而且從側方向控制著場效應管，因此對電流通道的控制力會更強。

第二種是Through Silicon Via技術，這個技術簡單粗暴：以前晶片做好以後要做封裝，但是封裝和晶片之間是通過Bonding連接起來，這種Bonding尺度太大，因此電流流過會需要較長的時間，那就乾脆把封裝時候需要做的連接通過在晶元代工的時候用Via來實現，也就是穿透矽通孔技術，從而實現3維集成電路，這樣做出的晶片密度大，晶片間的互連線短，因此信息傳輸的路徑也短，速度自然就上升了。

有興趣的可以參閱Wiki，裡面也有圖片: ( https://en.wikipedia.org/wiki/Through-silicon_via)

當然，為了解決摩爾定律到頭的問題，物理學也專門發展出了介觀物理，也就是介乎微觀與宏觀之間的物理學，但是似乎沒有什麼大的進展，也就不贅述了。

但總體來說，人類還在拚命的維持摩爾定律的壽命，但是就目前來看，半導體產業絕對屬於朝陽產業。

題主說，其他產業都沒有像半導體產業這樣像摩爾定律這樣迅猛的發展，其實這正好證明了半導體產業的朝陽特性和高利潤率。

其他產業不是不想以這樣的高速度發展，而是利潤率不足以維持這樣的高速發展。

要知道，摩爾定律不是客觀世界的描述規律，這個定律完全是基於人類巨大資源的投入才得以實現的。

正是因為半導體產業的高附加值和極高的利潤率，才能吸引如此多的人才參與其中，才能使半導體產業一直維持摩爾定律這樣的增長速度，你去看看汽車產業，航空產業，有辦法能夠維持這麼高的增長速度嗎？你看看金融產業，這麼多年來最大的技術貢獻也就是發明信用卡了，而且這個發明還離不開半導體產業。

用瓦倫丁（紅杉創始人）的話來說，半導體產業是所有高科技產業的核心。

但是我想多嘴一句，高技術含量和高盈利是兩個概念，而且創新不一定要是技術方面的，摩爾定律是快到頭了，但是最近180nm和130nm又迎來第二春，那你說這是什麼道理?華爾街投行最初預測高科技公司將在20世紀成為盈利性最好的公司，但是後來發現並沒有，贏利最多的仍然是有強大銷售渠道的公司。

我老婆結婚的時候，一定要買鑽戒，作為一個即做個技術又做過市場的人來說，鑽石完全就是一場營銷騙局，但是可以不買嗎？你做出來的一粒晶片哪怕是7nm工藝生產出來的，也絕對換不來一顆鑽戒。

如果按照題主的理解，鑽石加工這個行業早就發展停滯了，應該扔進垃圾筒里，但是看看鑽戒的需求量，你覺得這是個夕陽產業嗎？

其實任何行業存在的前提都僅僅是市場需要，因此任何創新的前提也僅僅應該是市場需要，只要市場還需要半導體產業，那麼這個產業就不會是夕陽產業。

而且半導體產業的幾次爆髮式發展都是伴隨著很強的市場格局變化，和技術變革沒有多少關係，這隨便聊兩個我比較關注的：

第一次，Intel的成立。

最初的半導體公司都是要做自己的內存，自己的處理器的，但是眾所周知，半導體產業資金和技術門檻都超高，小公司根本玩不起，所以早期的半導體產業基本上是白雪公主和7個小矮人的故事（IBM是白雪公主）。

這個時候Intel跑出來說，你們不要麻煩了，我來幫你們做處理器，你們專心賣電腦就行了。

立刻做半導體的成本迅速下降，無數小公司冒出水面，半導體產業迎來第一次爆發，Intel成為半導體霸主。

第二次，台積電的成立。

雖然半導體行業的准入門檻已經大幅降低，但是這個時候的半導體公司既要做生產還要做設計，所以小公司還是玩不起(Intel成立的時候天使輪直接拿了Sequoia250萬美金，那可是60年代的幾百萬美金，今天的很多初創公司A輪估計也就這麼多錢)。

顯然成立設計公司的費用低，而生產製造的准入門檻高，於是有個張先生跑出來說，你到我們這裡下單生產，你們只要設計好就行了。

這下好了，4，5個人的團隊就可以玩半導體了，市場准入門檻更低了，很快台積電成為了半導體代工產業第一名。

因此，半導體產業是否現在算是夕陽產業取決於我們還有多少創新能夠做出來，而這種創新可以是一種新技術帶來的新的市場可能性，也可以是一個全新的刺激出來的市場需求。

抽象的講，半導體產業是人類將自己從碳基生命進化成為矽基生命的最偉大的嘗試，而且這種新的矽基生命相對於我們這種碳基生命又有很多優勢：成本便宜，買台電腦幾千塊錢，生個孩子再把他養大你覺得要花多少錢？而且任勞任怨，給電就工作，幾乎不叫累，一年365天，可以每天24小時不眠不休，讓你連續加班1周不睡覺試試。

現在的軟體產業其實只是基於半導體產業讓這種新的生命不停進化而已。

因此，只要人類無法找到其他的更合適，性價比更高的進化方式，半導體產業就必然還是朝陽產業。

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通過上面的幾個論斷分析，我們有理由相信半導體行業還是朝陽產業！

最後套用之前我們在《晶片行業人才告急 電子工程師的工作最難填補》這篇文章中的總結：儘管存在挑戰，晶片業目前正處於有利地位！縱觀全球晶片產業發展態勢，中國晶片行業依然面臨著嚴峻的挑戰。

不過有中國政府的積極推進，以及中國集成電路大基金等機構的大力扶持，中國晶片業的明天會越來越好！雖然網際網路行業現在還很吃香，但國家發展到一定高度，一定是需要有高端晶片技術保駕護航的，半導體工程師的春天已經到來。

生活不是因為美好才相信，而是因為相信所以才美好！