4月23-25日，2025九峰山論壇（JFSC）暨化合物半導體產(chǎn)業(yè)博覽會（CSE）（以下簡稱“九峰山論壇”）在中國·武漢光谷科技會展中心盛大召開。會議匯聚兩院院士、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)動力，貫穿多個技術(shù)分支。

會上，多位專家達成共識，AI正以前所未有的速度推動半導體各個細分領(lǐng)域市場的發(fā)展。正如長安汽車智能化研究院副總理、長安全球智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試中心主任易綱在會上提到：“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)。華中科技大學集成電路學院院長、國家集成電路產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺主任繆向水在九峰山論壇報告中表示，AI算力需求增長遠超摩爾定律預期，給信息計算力、網(wǎng)絡(luò)運載力和數(shù)據(jù)存儲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)點遭遇物理極限（如短溝道效應、量子隧穿）；第三代半導體如碳化硅（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介紹了硫系化合物相變材料（以化合物半導體材料為基礎(chǔ)的一個非晶晶態(tài)的相變過程）。他表示，在高密度存儲方向，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)存儲的瓶頸。在全光計算領(lǐng)域，其更是實現(xiàn)片上光計算與類腦信息處理的關(guān)鍵材料候選。

華中科技大學集成電路學院院長、國家集成電路產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺主任繆向水

此外，九峰山實驗室主任工程師權(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，可充分發(fā)揮不同半導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、中電科半導體材料有限公司副總經(jīng)理李斌指出，國內(nèi)SiC企業(yè)在8英寸到12英寸襯底技術(shù)迭代中進展迅猛，SiC材料因在光波導應用中的獨特性能，伴隨單位面積制造成本持續(xù)下降。AI眼鏡作為一個熱點，是下一步第三代半導體SiC在功率、射頻之外的第三個重要的發(fā)展方向，有望推動相關(guān)細分市場快速落地。英諾賽科CEO吳金剛則表示，由于性能和價格的優(yōu)勢，預計GaN功率半導體市場將呈指數(shù)級增長。而人工智能對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)計的核心工具鏈，直接影響芯片設(shè)計的效率、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)計優(yōu)化效率，還可推動設(shè)計流程的自動化和智能化。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市場呈現(xiàn)出“海外巨頭主導、國內(nèi)加速追趕”的局勢。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占全球EDA市場約75%（2023年數(shù)據(jù)），而中國占全球半導體消費40%以上，EDA國產(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EDA國產(chǎn)化率，或者說國產(chǎn)類EDA工具占整個中國EDA的比例大約在15%-16%，也就是有大約80%以上的EDA軟件供應還是來自國外三大巨頭”。這樣的一個現(xiàn)狀極其容易受到國外的遏制與打壓。

2024年，新思科技宣布其計劃收購工程仿真軟件公司Ansys，打造從芯片到系統(tǒng)的設(shè)計解決方案。華大九天也緊跟市場及技術(shù)發(fā)展趨勢，全面布局云計算、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EDA公司數(shù)量已從不到20家增長到超過100家”，行業(yè)快速發(fā)展并在多個領(lǐng)域取得重大突破。“現(xiàn)在中國的EDA產(chǎn)品已基本能夠支撐化合物半導體的重要領(lǐng)域”，如射頻微波系統(tǒng)等，但要實現(xiàn)全面國產(chǎn)化替代，還需經(jīng)歷市場導入和規(guī)?；刻鎿Q的過程。在這個過程中，核心技術(shù)和市場需求的協(xié)同配合至關(guān)重要。

芯和半導體科技(上海)股份有限公司創(chuàng)始人、總裁代文亮認為，隨著AI大模型的復雜度和參數(shù)量不斷增加，導致對算力的需求爆發(fā)式上升。EDA賦能加速A1高性能計算芯片設(shè)計，尤其后摩爾時代，Chiplet成為突破先進工藝瓶頸的重要方向，Die-to-Die 高密高速互連的設(shè)計仿真非常關(guān)鍵，EDA 可解決系統(tǒng)級和大規(guī)?；ミB結(jié)構(gòu)的信號/電源完整性問題。同時，EDA 協(xié)同大模型能力將有效提高AI芯片設(shè)計流程效率。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。

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

東南大學李勝的“GaN功率HEMT器件SPICE模型研究”，以及湖北九峰山實驗室研究員郭濤的“射頻氮化鎵器件建模及PDK技術(shù)”，專注于特定半導體器件的建模研究。對于GaN功率 HEMT器件和射頻氮化鎵器件，準確的建模是其在電路設(shè)計中正確應用的基礎(chǔ)。利用AI技術(shù)，能夠更精確地模擬這些器件的電學特性，考慮到更多實際因素對器件性能的影響。這不僅有助于EDA工具在電路設(shè)計中更好地優(yōu)化器件布局和參數(shù)設(shè)置，還能提高整個電路系統(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，半導體設(shè)備行業(yè)迎來了新的發(fā)展機遇，市場規(guī)模持續(xù)擴大。目前，全球半導體制造/檢測設(shè)備仍以美國、日本、歐洲為主導。尤其是光刻機方面，ASML（荷蘭）壟斷EUV光刻機（7nm以下制程），日本尼康、佳能則主導中低端DUV設(shè)備。國內(nèi)還處于快速追趕、關(guān)鍵環(huán)節(jié)依賴進口的階段。在地緣政治的背景下，美國對華技術(shù)封鎖，切斷了半導體設(shè)備、EDA工具等關(guān)鍵技術(shù)的供應，對中國計算機與通信設(shè)備行業(yè)造成顯著沖擊，但同時倒逼國產(chǎn)替代加速與全球布局優(yōu)化，中國本土企業(yè)在成熟制程設(shè)備領(lǐng)域逐步突破。

在近期3月的上海國際行業(yè)展會上，一家深圳晶片設(shè)備商新凱來（SiCarrier Technologies）成為全場焦點，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300毫米晶圓光刻技術(shù)更引發(fā)全球半導體產(chǎn)業(yè)的高度關(guān)注。由此，從短期看來，美國技術(shù)封鎖將延緩中國先進制程發(fā)展，中國企業(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，目前半導體材料、設(shè)計、信息部件、裝備、量測設(shè)備等呈現(xiàn)“短期利空，長期利好”。北京華大九天科技董森華也指出，“目前是一個最壞的時代，也是一個最好的時代”。應對封鎖困境，提高半導體設(shè)備國產(chǎn)化自主供給水平至關(guān)重要。

AI技術(shù)已進入“工業(yè)化應用”階段，大模型成為核心基礎(chǔ)設(shè)施，中美歐在技術(shù)、市場、監(jiān)管上呈現(xiàn)差異化競爭，未來5-10年可能決定全球AI主導權(quán)。緊跟行業(yè)趨勢，是實現(xiàn)國產(chǎn)化替代過程的必由之路。目前，芯片制造對于檢測精度的要求極高，人工目檢無法滿足質(zhì)檢要求，整個制造過程幾乎完全要依賴機器視覺。在檢測領(lǐng)域，AI可助力半導體材料與器件檢測實現(xiàn)智能化、精準化；在裝備領(lǐng)域，AI可推動化合物半導體制造裝備向高效、智能發(fā)展。臺積電是AI技術(shù)應用的集大成者，通過人工智能技術(shù)的應用推動其由“自動化晶圓廠”向“智能化晶圓廠”轉(zhuǎn)型?？涛g設(shè)備供應商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、開發(fā)、采購、構(gòu)建和支持系統(tǒng)與工藝的每一個環(huán)節(jié)。

近期舉行的九峰山論壇上，Evatec高級戰(zhàn)略營銷經(jīng)理兼副總裁Maurus Tschirky介紹了Clusterline 200系列設(shè)備，憑借其多平臺兼容性（200mm/300mm/600mm晶圓）、自動化晶圓傳輸系統(tǒng)及卓越的顆?？刂颇芰?，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景。上海先普氣體技術(shù)有限公司儀器儀表和電磁測量技術(shù)專家羅毅表示，氣體濃度儀在半導體行業(yè)中有著廣泛的應用，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)備進行數(shù)據(jù)傳輸通訊，滿足半導體行業(yè)的技術(shù)指標要求。若借助AI算法對源濃度數(shù)據(jù)進行深度分析，可實現(xiàn)更精準的濃度控制。AI 能快速處理復雜數(shù)據(jù)，及時反饋濃度變化，優(yōu)化外延生長工藝，提高化合物半導體外延層質(zhì)量，增強器件性能。

Evatec高級戰(zhàn)略營銷經(jīng)理兼副總裁Maurus Tschirky

類腦計算使機器能夠以大腦啟發(fā)的方式實現(xiàn)人類的各種認知能力和協(xié)調(diào)機制，最終達到或超過人類的智能水平。目前，類腦計算涵蓋神經(jīng)形態(tài)計算、超維計算、儲層計算和內(nèi)存計算等多個子領(lǐng)域。近年來，隨著AI技術(shù)的發(fā)展，實時數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆炸式增長，對處理器芯片的運算能力提出了新的挑戰(zhàn)。類腦計算可用于解決人工智能技術(shù)的當前局限性。

憶阻器技術(shù)方面，復旦大學張續(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制，制備長短時程融合突觸器件與陣列，利用其時空加權(quán)能力，實現(xiàn)了軌跡預測與運動目標腦補等。北京大學信息工程學院副院長、科學智能學院副院長楊玉超表示，其項目組研發(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行集成，構(gòu)建了一個具有可重構(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，之江實驗室時拓提出通過算法優(yōu)化（如稀疏計算、脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）與憶阻器硬件協(xié)同設(shè)計，降低AI計算能耗。湖北工業(yè)大學趙斌則認為，借鑒生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，設(shè)計新型類腦芯片架構(gòu)，提升AI模型的泛化能力。

一場前所未有的技術(shù)風暴正在席卷全球，AI算力革命引爆了半導體行業(yè)的變革浪潮！曾經(jīng)，半導體行業(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)的巨浪推到了一個全新的十字路口——從“摩爾定律驅(qū)動”向“應用需求驅(qū)動”的驚險一躍！

在這場驚心動魄的變革中，芯片設(shè)計領(lǐng)域首當其沖，一場從通用走向領(lǐng)域?qū)Ｓ茫―SA）的革命正在如火如荼地展開。通用芯片的時代即將落幕，取而代之的是一顆顆為特定應用量身定制的“超級芯片”，它們將如同一把把鋒利的手術(shù)刀，精準地解決各種復雜問題，徹底顛覆我們對芯片的認知！

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全新的高度。曾經(jīng)被認為不可能實現(xiàn)的微型化和高性能化，如今正在一步步變?yōu)楝F(xiàn)實，為半導體行業(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)，為半導體行業(yè)帶來一場前所未有的大洗牌。這是一場關(guān)乎未來的生死之戰(zhàn)，半導體企業(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)計算”機遇，在材料、架構(gòu)、封裝等全鏈條實現(xiàn)顛覆性創(chuàng)新，才能在這場激烈的競爭中實現(xiàn)“突圍”，贏得屬于自己的輝煌未來！