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作者：张新全;肖希;
单位：光通信技术和网络全国重点实验室;中国信息通信科技集团有限公司;
摘要：经过60余年指数级高速发展，集成电路最先进制程工艺节点已来到1 nm。近10年来集成电路的发展在转向，从平面等比例微缩转为三维等效微缩，从性能驱动转为功耗驱动，从单元集成转为系统集成，业界普遍认为已进入到“后摩尔时代”。当前，集成电路面临着3大技术难题，尺寸缩减举步维艰，不仅制程升级放缓，而且代价超百亿美金，格罗方德等部分晶圆厂已放弃进军更先进制程，仅台积电（TSMC）、三星、Intel和Imec等极少数晶圆厂在继续向前推进“深度摩尔”。文章从集成度和能耗两个维度分析了可供深度摩尔继续利用的理论空间，并简要介绍了国际器件与系统路线图（IRDS）关于未来15年的技术演进路线图。“超越CMOS”致力于通过原理、材料和结构等创新找到显著优于传统互补金属氧化物半导体（CMOS）的可能器件和方法，这方面的探索尚属于学术前沿研究阶段。产业界对于系统级封装（SiP）、异质集成和芯粒（Chiplet）等“扩展摩尔（MtM）”技术更为关注。由于信息硬件技术当前遇到的困难和限制是源自电子的物理特性，光子作为与其物理秉性相异的信息载子被寄予厚望，正从传统的传输技术泛化为信息通信技术（ICT）的全尺度连接手段，并逐步进入计算、处理和路由等复杂功能域，光电融合逐渐成为信息技术的重要发展方向。光电融合主要体现于两个维度，一是功能维度协同化，二是硬件维度一体化。文章对这两个维度的进展进行了介绍，并指出以硅为基础的多材料异质集成和混合集成是当前芯片层面光电融合的着眼点，使得光电子发展呈现出“微电子化”的显著特征。光电融合刚起步，在其探索过程中，文章作者认为：一是要重视系统架构层面的适应性改变，不能仅停留于芯片层面；二是融合尚需新材料、新型器件、新工艺、新设备和新系统等多方面创新；三是不能把光电融合狭隘地局限于当前业界着力的MtM方向，还应看到其在Beyond CMOS方向的诸多可能性。
关键词：集成电路;;后摩尔;;扩展摩尔;;光电融合
