本文来自微信公众号“半导体产业纵横”。
为了应对日益增长的半导体产品需求，该行业正在经历由创新技术驱动的转型。
如今，芯片制造需要复杂、昂贵且污染严重的工艺。它需要关键的变革，从建筑设计到可持续材料和端到端制造，以满足对半导体日益增长的需求。为了实现这一目标，该行业正在采用最新技术来提高效率并满足环境要求。
从最近这些年的发展情况来看，2024年全球半导体业将呈现以下发展趋势。
1.物联网
物联网设备满足某些要求，例如更小的尺寸、多样化的连接技术和更低的功耗。为了满足这些要求，半导体制造商将重点放在传感器和集成电路开发上。这就是为什么初创公司正在开发具有更多电路的灵活多功能芯片组的原因。它们还将微控制器和分析功能结合到物联网中，以将计算转移到源头，从而降低设备的脆弱性。
2.人工智能
人工智能（AI）解决方案的快速崛起迫使芯片行业开发人工智能就绪的硬件。半导体公司还将人工智能集成到制造工作流程中，以优化运营并提高产品质量。这就是为什么初创公司提供运行神经网络的基于硬件的加速技术。这些高级处理器可处理深度学习工作负载，并可跨行业查找应用程序。
3.先进材料
除了减小结构尺寸外，半导体初创公司还通过利用新型材料来追求“超越摩尔”的创新。它们包括碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN），它们具有更宽的带隙。这带来了几个优点，例如耐高压性、更高的工作温度、更快的开关速度和更小的外形尺寸。
4.新颖的架构
由于对更快处理速度的激烈竞争，芯片行业正在利用新颖的架构。初创公司构建非易失性存储芯片，集成异构3D设计，并使用纳米技术开发新型处理器架构。
5.先进封装
电子封装技术会显著影响芯片功耗、性能和成本。先进的封装解决方案使制造商能够将多个组件合并到一个具有更好信号连接的电子设备中。
6.5G网络
5G的硬件要求是确保其市场渗透率和性能的关键方面。因此，初创公司正在开发技术驱动的解决方案，以实现室内和室外网络的低延迟连接和可靠性。这些面向5G的产品包括专用网络、毫米波芯片组和信号放大器等。
7.内部芯片设计
半导体公司正在过渡到内部芯片设计，以更好地控制其产品路线图和供应链。具有灵活架构和重复使用组件的定制芯片也使生产商能够缩短开发时间。内部芯片设计将行业从通用通用处理器转变为更定制的硬件。
8.制造技术
芯片几何形状的持续小型化需要精确和注重细节的制造技术。它还带来了挑战，例如形成精细图案并将它们放置在纳米级的芯片上。为减少电路中的布线延迟而实施的金属增加了额外的复杂性。
9.汽车芯片
具有自动驾驶能力的现代汽车已经改变了对汽车半导体的需求模式。这些车辆需要更好的电子解决方案，以改善连接性、增强传感器、电池性能等。因此，对支持实时和复杂分析的专用HPC芯片的需求不断增长。
10.可持续制造
为了保持人们对半导体日益增长的兴趣，同时满足生态要求，制造商正在仔细审查整个供应链的排放。由于制造工具、化学品、原材料和广泛的亚晶圆厂设施，芯片制造会产生大量排放。因此，芯片制造商正在转向沼气和绿色氢气等替代燃料，以确保可持续运营。
半导体行业十大趋势的影响
下面的树状图说明了2024年十大半导体趋势和创新的影响。初创公司和规模化企业正在开发专用集成电路（ASIC），以适应物联网、人工智能和5G。它们带来了经济价值并增强了制造能力。此外，汽车芯片提供高质量的传感器，以确保安全的驾驶体验。此外，企业正在向内部设计过渡，以实现个性化芯片设计。新颖的架构通过多组件集成和直接到芯片接口来扩展容量，从而确保更好的性能。可持续制造的努力使半导体企业能够在快速创新和生态考虑之间取得平衡。
半导体行业正在整合数字工具、制造技术以及材料和设计的新颖性。此外，越来越多的公司正在整合内部芯片生产，以解决芯片短缺问题。这将推动创新，使其易于扩展和部署的制造单元。未来的创新还将使个性化芯片更容易获得，同时使芯片生产更加高效，更重要的是，具有可持续性。
