半導(dǎo)體測試先驅(qū)Bill Bottoms同時也是HIR委員會共同主席，他指出Semiconductor Research Corp.去年發(fā)表了一份名為“半導(dǎo)體研究機會：產(chǎn)業(yè)愿景和指南”(Semiconductor Research Opportunities: An Industry Vision and Guide)的半導(dǎo)體研究報告。Bottoms摘要該報告指出，研究將有助于使AI、IoT、高性能運算以及“社會期待和依賴的永遠連網(wǎng)世界”等應(yīng)用取得突破性進展。

但Bottoms指出，從整個產(chǎn)業(yè)的歷史來看，大部份的半導(dǎo)體研發(fā)都集中在推動摩爾定律的進展。Bottoms說：“但摩爾定律的經(jīng)濟終結(jié)時刻即將到來。沒人會對此表示質(zhì)疑。”

為了向前發(fā)展，業(yè)界需要新技術(shù)。Bottoms說，業(yè)界需要新的組件來增強硅基晶體管，同時必須開發(fā)新的運算架構(gòu)，以取代傳統(tǒng)的馮·諾依曼(von Neumann)系統(tǒng)架構(gòu)，從而產(chǎn)生全新的運算典范。

“我們必須結(jié)合整個產(chǎn)業(yè)、政府和學術(shù)界共同努力。”Bottoms說：“此外，還必須跨越國家界限攜手合作。”

據(jù)Bottoms表示，雖然CMOS微縮將繼續(xù)下去，明顯提升的參數(shù)卻只有密度，而成本、功耗和性能增益均低于期待。

“異構(gòu)整合是唯一能夠讓摩爾定律在未來數(shù)十年持續(xù)進展的解決方案。”Bottoms說：“系統(tǒng)級的功率要求、延遲、成本和性能，主要是由互連而不是晶體管來決定。異構(gòu)整合可在SiP中實現(xiàn)系統(tǒng)級整合，其中所有的主動功能都盡可能密集封裝。互連將透過光子技術(shù)盡可能將光子移動至接近晶體管。”

Bottoms列舉異構(gòu)整合的許多好處，包括在同一工藝節(jié)點大幅提升性能、以光學布線取代電子布線以降低功耗，以及逐次為具成本效率的組件整合單項功能，逐漸改善成本。

Bottoms聲稱，系統(tǒng)級的異構(gòu)整合能夠讓功能密度提高1,000倍以上，并使每功能的功耗降低相似的數(shù)量。“最初，其中一些會帶來更高的成本。”他說：“但是，從長遠來看，在未來15年內(nèi)，每功能的成本將降低10,000倍，而且設(shè)計周期更短，成本更低。”

邁向新旅程
但是，異構(gòu)整合所宣稱的優(yōu)勢至今仍然是不切實際的幻想。目前，HIR委員會仍致力于完成該技術(shù)藍圖的初稿。

基本上，在實現(xiàn)每功能成本的巨大效益之前，HIR委員會希望該技術(shù)藍圖能為產(chǎn)業(yè)提供一個共同的“專用語”，作為定義技術(shù)目標和挑戰(zhàn)的起點。在電子領(lǐng)域已經(jīng)有許多關(guān)于異構(gòu)整合的例子——也許最值得注意的是在Apple Watch 2中發(fā)現(xiàn)的第二代SiP——SI 2中包含超過42個芯片。但是，諸如2.1D、2DO和2DS等術(shù)語的定義在整個產(chǎn)業(yè)中并沒有統(tǒng)一的說法。

Vardaman說：“我們正試圖提出一些常用的術(shù)語，像是2.5D和3D等術(shù)語，如果不具有描述性，人們也不理解其含義，就無濟于事。

”
委員會希望透過一種共同語言，推動產(chǎn)業(yè)開始動起來。畢竟，如果異構(gòu)整合是為了實現(xiàn)Bottoms和其他人所期望的提高產(chǎn)能等目標，那么接下來還有很多工作要做。

“近期最大的單一突破將是將光子整合于SiP產(chǎn)品，并且有效地將這些系統(tǒng)與光信號連接到其他各種系統(tǒng)。”Bottom說：“這需要長期的共同設(shè)計、仿真、高度平行制造、SiP和互連標準，以及確?？煽啃院桶踩缘陌l(fā)展。”