?4月23-25日，2025九峰山論壇（JFSC）暨化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)（CSE）（以下簡(jiǎn)稱“九峰山論壇”）在中國(guó)·武漢光谷科技會(huì)展中心盛大召開。會(huì)議匯聚兩院院士、行業(yè)領(lǐng)袖、企業(yè)代表、專業(yè)觀眾等，聚焦第三代半導(dǎo)體材料、光電子技術(shù)、功率電子、異質(zhì)集成等前沿領(lǐng)域，其中人工智能（AI）作為核心驅(qū)動(dòng)力，貫穿多個(gè)技術(shù)分支。

會(huì)上，多位專家達(dá)成共識(shí)，AI正以前所未有的速度推動(dòng)半導(dǎo)體各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域市場(chǎng)的發(fā)展。正如長(zhǎng)安汽車智能化研究院副總理、長(zhǎng)安全球智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試中心主任易綱在會(huì)上提到：“所有的產(chǎn)品都值得用數(shù)智技術(shù)再做一遍”。

半導(dǎo)體材料與器件的研發(fā)與生產(chǎn)是芯片制造的核心基礎(chǔ)，AI技術(shù)正在重塑這一領(lǐng)域的創(chuàng)新范式。而關(guān)鍵材料與器件的突破又為AI硬件提供性能躍遷的物理基礎(chǔ)。華中科技大學(xué)集成電路學(xué)院院長(zhǎng)、國(guó)家集成電路產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺(tái)主任繆向水在九峰山論壇報(bào)告中表示，AI算力需求增長(zhǎng)遠(yuǎn)超摩爾定律預(yù)期，給信息計(jì)算力、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)載力和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)力等提出了更高的要求。摩爾定律即將結(jié)束，器件尺寸已經(jīng)趨于物理極限，功耗散熱問題十分顯著，僅僅依靠尺寸微縮等繼續(xù)提升性能不可能，需要一些新原理的基礎(chǔ)器件。

目前面向AI的半導(dǎo)體材料現(xiàn)狀呈現(xiàn)出傳統(tǒng)材料與新興材料并行的格局。硅（Si）仍是AI芯片（如CPU、GPU、ASIC）的主流材料，依托成熟的CMOS工藝，但在5nm以下節(jié)點(diǎn)遭遇物理極限（如短溝道效應(yīng)、量子隧穿）；第三代半導(dǎo)體如碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等主要用于AI基礎(chǔ)設(shè)施（如數(shù)據(jù)中心電源管理、5G基站），雖然可提升能效比，但成本高，晶圓缺陷率較高，暫未直接用于AI邏輯芯片。而一些新興材料（光子/量子材料、2D材料與存內(nèi)計(jì)算技術(shù)等）或能突破性能瓶頸，解決材料問題。

繆向水在九峰山論壇上詳細(xì)介紹了硫系化合物相變材料（以化合物半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)的一個(gè)非晶晶態(tài)的相變過程）。他表示，在高密度存儲(chǔ)方向，硫系化合物相變材料憑借其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性與低損耗特性，有望突破三維堆疊與多態(tài)存儲(chǔ)的瓶頸。在全光計(jì)算領(lǐng)域，其更是實(shí)現(xiàn)片上光計(jì)算與類腦信息處理的關(guān)鍵材料候選。

華中科技大學(xué)集成電路學(xué)院院長(zhǎng)、國(guó)家集成電路產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺(tái)主任繆向水

此外，九峰山實(shí)驗(yàn)室主任工程師權(quán)志恒提出，通過異質(zhì)集成將新材料、薄膜 chiplet 融入硅基光電子平臺(tái)，可充分發(fā)揮不同半導(dǎo)體及功能材料的特性，構(gòu)建高性能光電子器件與新型集成芯片系統(tǒng)，滿足高速光通信和AI計(jì)算等領(lǐng)域?qū)Υ髱挕⒌凸牡墓δ苄枨蟆?/p>

目前，第三代半導(dǎo)體如碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等雖暫未直接用于AI邏輯芯片，但在某些方面也可以間接推動(dòng)AI的發(fā)展方向。山西爍科晶體有限公司總經(jīng)理、中電科半導(dǎo)體材料有限公司副總經(jīng)理李斌指出，國(guó)內(nèi)SiC企業(yè)在8英寸到12英寸襯底技術(shù)迭代中進(jìn)展迅猛，SiC材料因在光波導(dǎo)應(yīng)用中的獨(dú)特性能，伴隨單位面積制造成本持續(xù)下降。AI眼鏡作為一個(gè)熱點(diǎn)，是下一步第三代半導(dǎo)體SiC在功率、射頻之外的第三個(gè)重要的發(fā)展方向，有望推動(dòng)相關(guān)細(xì)分市場(chǎng)快速落地。英諾賽科CEO吳金剛則表示，由于性能和價(jià)格的優(yōu)勢(shì)，預(yù)計(jì)GaN功率半導(dǎo)體市場(chǎng)將呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。而人工智能對(duì)于電力的需求十分巨大，如果不解決用電問題，到2030年將無電可用。而GaN可以在體積不變或者體積盡量小的情況下，解決大量的供電問題。

山西爍科晶體有限公司總經(jīng)理、中電科半導(dǎo)體材料有限公司副總經(jīng)理李斌

英諾賽科公司首席執(zhí)行官吳金剛

EDA作為集成電路設(shè)計(jì)的核心工具鏈，直接影響芯片設(shè)計(jì)的效率、成本和性能。AI技術(shù)的引入，可大幅提升了EDA工具的數(shù)據(jù)處理能力與設(shè)計(jì)優(yōu)化效率，還可推動(dòng)設(shè)計(jì)流程的自動(dòng)化和智能化。AI作為新興事物，尚未建立明顯壁壘，EDA產(chǎn)業(yè)所迎來的AI等技術(shù)變革，為國(guó)內(nèi)EDA頭部廠商向全球突圍提供了追趕巨頭的另一賽道。

目前，全球EDA市場(chǎng)呈現(xiàn)出“海外巨頭主導(dǎo)、國(guó)內(nèi)加速追趕”的局勢(shì)。以Synopsys（新思科技）、Cadence（楷登電子）、Siemens EDA（原Mentor Graphics）為代表的海外三大巨頭合計(jì)占全球EDA市場(chǎng)約75%（2023年數(shù)據(jù)），而中國(guó)占全球半導(dǎo)體消費(fèi)40%以上，EDA國(guó)產(chǎn)化率卻不足10%（2023年）。

北京華大九天科技股份有限公司EDA中心總經(jīng)理董森華在九峰山論壇上也指出，“目前中國(guó)EDA國(guó)產(chǎn)化率，或者說國(guó)產(chǎn)類EDA工具占整個(gè)中國(guó)EDA的比例大約在15%-16%，也就是有大約80%以上的EDA軟件供應(yīng)還是來自國(guó)外三大巨頭”。這樣的一個(gè)現(xiàn)狀極其容易受到國(guó)外的遏制與打壓。

2024年，新思科技宣布其計(jì)劃收購(gòu)工程仿真軟件公司Ansys，打造從芯片到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)解決方案。華大九天也緊跟市場(chǎng)及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，全面布局云計(jì)算、AI技術(shù)及數(shù)字孿生與EDA深度融合。董森華表示，“從2018年至2019年，中國(guó)EDA公司數(shù)量已從不到20家增長(zhǎng)到超過100家”，行業(yè)快速發(fā)展并在多個(gè)領(lǐng)域取得重大突破。“現(xiàn)在中國(guó)的EDA產(chǎn)品已基本能夠支撐化合物半導(dǎo)體的重要領(lǐng)域”，如射頻微波系統(tǒng)等，但要實(shí)現(xiàn)全面國(guó)產(chǎn)化替代，還需經(jīng)歷市場(chǎng)導(dǎo)入和規(guī)模化批量替換的過程。在這個(gè)過程中，核心技術(shù)和市場(chǎng)需求的協(xié)同配合至關(guān)重要。

芯和半導(dǎo)體科技(上海)股份有限公司創(chuàng)始人、總裁代文亮認(rèn)為，隨著AI大模型的復(fù)雜度和參數(shù)量不斷增加，導(dǎo)致對(duì)算力的需求爆發(fā)式上升。EDA賦能加速A1高性能計(jì)算芯片設(shè)計(jì)，尤其后摩爾時(shí)代，Chiplet成為突破先進(jìn)工藝瓶頸的重要方向，Die-to-Die 高密高速互連的設(shè)計(jì)仿真非常關(guān)鍵，EDA 可解決系統(tǒng)級(jí)和大規(guī)模互連結(jié)構(gòu)的信號(hào)/電源完整性問題。同時(shí)，EDA 協(xié)同大模型能力將有效提高AI芯片設(shè)計(jì)流程效率。在九峰山論壇上，他提出的 “EDA + Deepseek 提效AI芯片高速接口設(shè)計(jì)仿真”，創(chuàng)新性地將EDA工具與Deepseek技術(shù)（AI技術(shù)）相結(jié)合，加速AI芯片產(chǎn)品的開發(fā)與上市。

華中科技大學(xué)教授王興晟研究的“半導(dǎo)體器件建模仿真的智能化方法”，以及西安電子科技大學(xué)教授游海龍的“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的半導(dǎo)體器件智能建模方法”，均致力于將AI技術(shù)融入半導(dǎo)體器件建模過程。傳統(tǒng)的半導(dǎo)體器件建模依賴大量人工經(jīng)驗(yàn)和復(fù)雜公式推導(dǎo)，效率較低且準(zhǔn)確性有限。而這些智能化建模方法，借助AI算法對(duì)大量器件數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和分析，能夠更準(zhǔn)確地建立器件模型。以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的建模方法為例，通過對(duì)海量實(shí)際器件數(shù)據(jù)的挖掘，可自動(dòng)提取關(guān)鍵特征，構(gòu)建更貼合實(shí)際情況的模型，為EDA設(shè)計(jì)提供更精準(zhǔn)的器件參數(shù)，提高設(shè)計(jì)可靠性。

東南大學(xué)李勝的“GaN功率HEMT器件SPICE模型研究”，以及湖北九峰山實(shí)驗(yàn)室研究員郭濤的“射頻氮化鎵器件建模及PDK技術(shù)”，專注于特定半導(dǎo)體器件的建模研究。對(duì)于GaN功率 HEMT器件和射頻氮化鎵器件，準(zhǔn)確的建模是其在電路設(shè)計(jì)中正確應(yīng)用的基礎(chǔ)。利用AI技術(shù)，能夠更精確地模擬這些器件的電學(xué)特性，考慮到更多實(shí)際因素對(duì)器件性能的影響。這不僅有助于EDA工具在電路設(shè)計(jì)中更好地優(yōu)化器件布局和參數(shù)設(shè)置，還能提高整個(gè)電路系統(tǒng)的性能和可靠性。

近年來，隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的快速發(fā)展，半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)迎來了新的發(fā)展機(jī)遇，市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。目前，全球半導(dǎo)體制造/檢測(cè)設(shè)備仍以美國(guó)、日本、歐洲為主導(dǎo)。尤其是光刻機(jī)方面，ASML（荷蘭）壟斷EUV光刻機(jī)（7nm以下制程），日本尼康、佳能則主導(dǎo)中低端DUV設(shè)備。國(guó)內(nèi)還處于快速追趕、關(guān)鍵環(huán)節(jié)依賴進(jìn)口的階段。在地緣政治的背景下，美國(guó)對(duì)華技術(shù)封鎖，切斷了半導(dǎo)體設(shè)備、EDA工具等關(guān)鍵技術(shù)的供應(yīng)，對(duì)中國(guó)計(jì)算機(jī)與通信設(shè)備行業(yè)造成顯著沖擊，但同時(shí)倒逼國(guó)產(chǎn)替代加速與全球布局優(yōu)化，中國(guó)本土企業(yè)在成熟制程設(shè)備領(lǐng)域逐步突破。

在近期3月的上海國(guó)際行業(yè)展會(huì)上，一家深圳晶片設(shè)備商新凱來（SiCarrier Technologies）成為全場(chǎng)焦點(diǎn)，該公司首次公開展示了涵蓋光刻、薄膜沉積、蝕刻等核心制程的30余款自主設(shè)備，其中28nm級(jí)300毫米晶圓光刻技術(shù)更引發(fā)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的高度關(guān)注。由此，從短期看來，美國(guó)技術(shù)封鎖將延緩中國(guó)先進(jìn)制程發(fā)展，中國(guó)企業(yè)將面臨高壓，但正如英諾天使基金管理合伙人周全在九峰山論壇上所說，目前半導(dǎo)體材料、設(shè)計(jì)、信息部件、裝備、量測(cè)設(shè)備等呈現(xiàn)“短期利空，長(zhǎng)期利好”。北京華大九天科技董森華也指出，“目前是一個(gè)最壞的時(shí)代，也是一個(gè)最好的時(shí)代”。應(yīng)對(duì)封鎖困境，提高半導(dǎo)體設(shè)備國(guó)產(chǎn)化自主供給水平至關(guān)重要。

AI技術(shù)已進(jìn)入“工業(yè)化應(yīng)用”階段，大模型成為核心基礎(chǔ)設(shè)施，中美歐在技術(shù)、市場(chǎng)、監(jiān)管上呈現(xiàn)差異化競(jìng)爭(zhēng)，未來5-10年可能決定全球AI主導(dǎo)權(quán)。緊跟行業(yè)趨勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化替代過程的必由之路。目前，芯片制造對(duì)于檢測(cè)精度的要求極高，人工目檢無法滿足質(zhì)檢要求，整個(gè)制造過程幾乎完全要依賴機(jī)器視覺。在檢測(cè)領(lǐng)域，AI可助力半導(dǎo)體材料與器件檢測(cè)實(shí)現(xiàn)智能化、精準(zhǔn)化；在裝備領(lǐng)域，AI可推動(dòng)化合物半導(dǎo)體制造裝備向高效、智能發(fā)展。臺(tái)積電是AI技術(shù)應(yīng)用的集大成者，通過人工智能技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)其由“自動(dòng)化晶圓廠”向“智能化晶圓廠”轉(zhuǎn)型。刻蝕設(shè)備供應(yīng)商Lam公司的Equipment Intelligence（設(shè)備智能）解決方案，能夠?qū)?shù)據(jù)化建模、虛擬化和人工智能(AI)融入到設(shè)計(jì)、開發(fā)、采購(gòu)、構(gòu)建和支持系統(tǒng)與工藝的每一個(gè)環(huán)節(jié)。

近期舉行的九峰山論壇上，Evatec高級(jí)戰(zhàn)略營(yíng)銷經(jīng)理兼副總裁Maurus Tschirky介紹了Clusterline 200系列設(shè)備，憑借其多平臺(tái)兼容性（200mm/300mm/600mm晶圓）、自動(dòng)化晶圓傳輸系統(tǒng)及卓越的顆粒控制能力，可顯著提升生產(chǎn)效率與良率，尤其適用于Mini/Micro LED、AI芯片等高精度制造場(chǎng)景。上海先普氣體技術(shù)有限公司儀器儀表和電磁測(cè)量技術(shù)專家羅毅表示，氣體濃度儀在半導(dǎo)體行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，尤其是在 MOCVD 和 ALD (ALCVD) 設(shè)備上。先普濃度儀數(shù)據(jù)總線接口豐富，可與眾多設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸通訊，滿足半導(dǎo)體行業(yè)的技術(shù)指標(biāo)要求。若借助AI算法對(duì)源濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，可實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的濃度控制。AI 能快速處理復(fù)雜數(shù)據(jù)，及時(shí)反饋濃度變化，優(yōu)化外延生長(zhǎng)工藝，提高化合物半導(dǎo)體外延層質(zhì)量，增強(qiáng)器件性能。

Evatec高級(jí)戰(zhàn)略營(yíng)銷經(jīng)理兼副總裁Maurus Tschirky

類腦計(jì)算使機(jī)器能夠以大腦啟發(fā)的方式實(shí)現(xiàn)人類的各種認(rèn)知能力和協(xié)調(diào)機(jī)制，最終達(dá)到或超過人類的智能水平。目前，類腦計(jì)算涵蓋神經(jīng)形態(tài)計(jì)算、超維計(jì)算、儲(chǔ)層計(jì)算和內(nèi)存計(jì)算等多個(gè)子領(lǐng)域。近年來，隨著AI技術(shù)的發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)，對(duì)處理器芯片的運(yùn)算能力提出了新的挑戰(zhàn)。類腦計(jì)算可用于解決人工智能技術(shù)的當(dāng)前局限性。

憶阻器技術(shù)方面，復(fù)旦大學(xué)張續(xù)猛老師在近期九峰山論壇上介紹了其課題組近期的探索工作，包括構(gòu)建憶阻H-H神經(jīng)元電路，實(shí)現(xiàn)24種脈沖編碼方式，打破了傳統(tǒng)CMOS電路高仿生-輕量化瓶頸；耦合鐵電和電荷俘獲機(jī)制，制備長(zhǎng)短時(shí)程融合突觸器件與陣列，利用其時(shí)空加權(quán)能力，實(shí)現(xiàn)了軌跡預(yù)測(cè)與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)腦補(bǔ)等。北京大學(xué)信息工程學(xué)院副院長(zhǎng)、科學(xué)智能學(xué)院副院長(zhǎng)楊玉超表示，其項(xiàng)目組研發(fā)出了一種可支持多種工作模式的憶阻器，并將其與光晶體管進(jìn)行集成，構(gòu)建了一個(gè)具有可重構(gòu)特性的視覺感存算一體化集成陣列MP1R與硬件系統(tǒng)，這種系統(tǒng)不僅能夠?qū)崟r(shí)感知和處理圖像，還能夠通過新型硬件支持多種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，克服現(xiàn)有視覺感知硬件在光圖像信息處理和編碼功能上的不足。

硬件-算法協(xié)同優(yōu)化方面，之江實(shí)驗(yàn)室時(shí)拓提出通過算法優(yōu)化（如稀疏計(jì)算、脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）與憶阻器硬件協(xié)同設(shè)計(jì)，降低AI計(jì)算能耗。湖北工業(yè)大學(xué)趙斌則認(rèn)為，借鑒生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)新型類腦芯片架構(gòu)，提升AI模型的泛化能力。

一場(chǎng)前所未有的技術(shù)風(fēng)暴正在席卷全球，AI算力革命引爆了半導(dǎo)體行業(yè)的變革浪潮！曾經(jīng)，半導(dǎo)體行業(yè)在摩爾定律的軌道上一路狂奔，但如今，它正被AI等新興技術(shù)的巨浪推到了一個(gè)全新的十字路口——從“摩爾定律驅(qū)動(dòng)”向“應(yīng)用需求驅(qū)動(dòng)”的驚險(xiǎn)一躍！

在這場(chǎng)驚心動(dòng)魄的變革中，芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域首當(dāng)其沖，一場(chǎng)從通用走向領(lǐng)域?qū)Ｓ茫―SA）的革命正在如火如荼地展開。通用芯片的時(shí)代即將落幕，取而代之的是一顆顆為特定應(yīng)用量身定制的“超級(jí)芯片”，它們將如同一把把鋒利的手術(shù)刀，精準(zhǔn)地解決各種復(fù)雜問題，徹底顛覆我們對(duì)芯片的認(rèn)知！

制造與封裝環(huán)節(jié)也迎來了翻天覆地的變化。3D集成技術(shù)如同一位神奇的魔術(shù)師，突破了傳統(tǒng)物理限制的枷鎖，將芯片的性能和集成度推向了一個(gè)全新的高度。曾經(jīng)被認(rèn)為不可能實(shí)現(xiàn)的微型化和高性能化，如今正在一步步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，為半導(dǎo)體行業(yè)注入了新的活力和希望。

而技術(shù)融合的浪潮更是洶涌澎湃，光子、量子、生物芯片等新興技術(shù)如同一顆顆璀璨的新星，正在冉冉升起，它們有可能徹底顛覆傳統(tǒng)架構(gòu)，為半導(dǎo)體行業(yè)帶來一場(chǎng)前所未有的大洗牌。這是一場(chǎng)關(guān)乎未來的生死之戰(zhàn)，半導(dǎo)體企業(yè)必須迎接AI等技術(shù)變革的挑戰(zhàn)，緊緊抓住AI帶來的“超異構(gòu)計(jì)算”機(jī)遇，在材料、架構(gòu)、封裝等全鏈條實(shí)現(xiàn)顛覆性創(chuàng)新，才能在這場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)中實(shí)現(xiàn)“突圍”，贏得屬于自己的輝煌未來！