后摩尔时代突围:物元如何为国产3D IC探路?

来源:爱集微 #物元半导体#
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过去半个世纪,摩尔定律的“几何缩微”驱动着半导体行业沿着更小、更快、更便宜的路径狂飙突进。然而,当晶体管尺寸逼近物理极限,单颗先进制程芯片的设计成本突破十亿美元,这条延续了五十余年的发展范式已然失效——尺寸缩小带来的技术红利趋于枯竭,全球集成电路产业正式迈入后摩尔时代。

几何缩微”到时间缩微”,半导体产业迎来范式革命

如何突破传统工艺路径的桎梏?今年5月,华为半导体业务部总裁何庭波给出了一个颠覆性答案——“韬(τ)定律”。该定律创造性地提出以“时间缩微”取代“几何缩微”的全新芯片演进范式:不再单纯依赖缩小晶体管尺寸,而是通过逻辑折叠、三维堆叠、异构集成等系统级手段,压缩信号传输时延τ,依托成熟工艺实现芯片性能的跨越式升级。这一理念一经发布,便引发业界广泛讨论,被视为后摩尔时代最具突破性的技术思想之一。

在这一新范式下,三维集成(3D IC)技术凭借其在算力密度、存力效率与功耗控制上的颠覆性优势,成为“韬定律”从理论走向工程实践的核心载体。逻辑折叠依托三维堆叠打破平面布局限制、重构电路功能架构,三维堆叠是落地时间缩微的硬件基础,而异质异构集成则是多芯粒融合、系统级性能跃升的核心路径。可以说,3D IC正是“时间缩微”理念最直接的物理实现,也因此被推向了产业聚光灯的中心。

物元给出答案:一场大会背后的产业雄心

华为“韬定律”引发的产业思考余波未平,一场更具落地意义的行业盛会已在青岛拉开帷幕。2026年8月1日,由物元半导体技术(青岛)有限公司主办的“开启3D IC新纪元 共创后摩芯未来”——物元3D集成制造合作伙伴大会正式举行,汇聚政府主管部门、产业龙头企业、顶尖高校院所、专业投资机构及产业链上下游企业,搭建起3D IC领域交流合作与生态共建的核心平台。这不仅是行业聚会,更是物元半导体对“韬定律”时代中国3D IC产业如何破局的系统性回应。

去年8月1日,物元半导体首届3D-IC产业论坛上,量产线首台光刻机正式搬入,我们共同见证了产线从蓝图走向实体的关键一跃。时隔一年,物元交出了一份扎实的答卷。

物元董事长陈为玉在会上披露,物元已建成国内最大混合键合量产线,目前月产能达2万片,保持每年新增2万片节奏,预计2028年达8万片/月;异质键合Micro LED生产线项目已于2026年7月启动,重点面向微显示与光通信方向,布局Micro LED、PIC及CPO等前沿应用。

图:物元董事长陈为玉

从首台设备搬入到产品量产交付,物元用不到一年时间走通了从设计、工艺到量产的全链条——这不仅是一家企业的成长轨迹,更是中国3D-IC产业加速奔跑的生动缩影。

产能的快速爬坡,离不开技术底座的强力支撑。陈为玉进一步介绍,物元构建了同质集成、异质集成、异构集成及异质异构集成四大3D集成工艺平台,形成从单一材料堆叠到多材料多工艺系统级融合的完整技术体系,可满足全场景定制需求。其产品已深度切入AI算力、高带宽存储、新型存储器、新型显示及硅光互联等核心赛道,为国产芯片算力跃升与系统级创新提供关键制造支撑。今年四季度,异质集成产品将小批量投向市场,光电方向被定位为未来最重要的战略布局。

面向未来,物元将目光投向更宏大的产业生态构建。会上,物元正式发布《3D IC合作发展行动计划》——“MetaStar”行动(超越二维,成为新星),旨在打造一站式3D IC服务平台,从共建产业生态联盟、设立3D IC孵化器、配套产业发展基金、推进“双60”(即3D集成量产产能占全行业60%以上,3D集成成本降至行业平均水平的60%以下)计划支撑规模量产等四大维度协同发力,构筑开放共赢的产业生态。凭借产能、技术与生态的三重优势,物元正加速成长为国内3D IC领域的中坚力量。

技术底气:从工艺进展看物元的硬实力

任何战略宏图都离不开工程能力的支撑。在技术分享环节,物元CTO杨列勇博士带来《物元半导体3D IC工艺技术进展》的专题报告,系统展示了物元在3D IC核心工艺节点上的实质性突破。

图:物元CTO杨列勇博士

杨列勇指出,3D IC通过芯片垂直堆叠实现性能、功耗与面积的综合优化。物元的3D集成技术平台涵盖四大类别,核心技术指标可概括为“三个一微米”:互联间距1微米、硅通孔直径1微米、芯片间间距1微米。

杨列勇表示,过去四年,团队遵循“研发线—量产线—规模量产—平台扩展”的路径稳步推进。今年量产落地后,产能实现快速跃升,预计9月月产能达2万片晶圆,并向3万至4万片的目标加速迈进,至2028年月产能扩产至8万片。核心技术能力方面,物元已构建起同质、异质、异构、异质异构四大工艺平台,可提供 HBM、HBR、HBF、3D SoC、异质Micro LED、硅基电容等多元化产品矩阵;同时布局硅中介层高密度集成方案,全面覆盖IO扩展、CPU、AI训练等高端应用场景。

紧随其后,“3D IC产业生态联盟”宣布正式成立。联盟的诞生标志着中国3D IC产业从各自为战的“单点突破”迈入全链协同的“集团作战”新阶段。通过整合设计、制造、封测、材料、设备等上下游资源,联盟旨在破解长期以来制约3D IC规模化发展的协同效率低、标准不统一、重复投入等产业瓶颈,为国产3D IC构筑起一个真正意义上的生态底座。

图:3D IC产业生态联盟成立

从青岛出发,为国产3D IC探路

3D IC集成技术已从前沿探索迈入规模化商业应用阶段。据咨询机构IIM预测,2025年全球市场规模已突破150亿美元,年复合增长率超25%,高性能计算、AI加速芯片与高端智能手机SoC贡献超七成份额,混合键合、TSV微缩与Chiplet中介层设计则构成决定集成密度与良率的技术制高点。

这正是物元所处的产业坐标——市场在扩张、技术在突破,但中国占据近三成全球份额的同时,产业链协同仍是明显短板。物元将战略落点锚定在“制造为核”,恰恰切中了这一要害。华为“韬定律”提出以3D IC“立体折叠”取代传统平面微缩,而混合键合正是支撑这一范式转换的核心硬件底座。物元建成国内最大的混合键合量产线,将理论构想落地为规模化制造的现实能力。

从产能爬坡到技术深潜,从“MetaStar”行动计划发布到产业生态联盟启动,本次大会为中国3D IC的规模化落地梳理出清晰路径。着眼未来,一个共识愈发鲜明:3D IC不是单一企业的独角戏,而是需要全产业链协同作答的产业命题。

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