近日发布《电子半导体/集成电路人才需求与发展环境报告》，随着技术的迭代、政策的支持与引导、市场的勃发，电子半导体/集成电路产业迎来快速发展，行业内职场人面临着空前的机遇。

从人才供需看，电子半导体/集成电路招聘职位增速29.5%，高于全行业近20个百分点，竞争激烈程度低于全行业。其中，生产型岗位、技术工种招聘需求大，但技术“门槛高”，对高学历人才的需求尤其强烈。深圳招聘职位数占比超16%，位列全国第一。

从薪酬情况看，电子半导体/集成电路行业平均月薪10783元，“钱景”优于全行业。其中，数字前端工程师平均月薪超3万元。“卡脖子”技术岗位收入高，薪酬TOP50技能月收入均超2万，芯片设计“薪酬力”更强。各城市中，上海平均薪酬排名第一。

报告显示，集成电路行业工作体验良好，优于全行业。近8成集成电路从业者有年终奖；周末加班情况好于全行业，自愿加班者占比更高。行业对较资深技术人才“留才”效果显著，超6成认为本行业为“潜力股”，近5成认为国际环境对行业发展最重要。

据工信部数据显示，我国集成电路产业规模不断壮大，2021年全行业销售额首次突破万亿元，2018-2021年复合增长率达到17%，是同期全球增速的3倍多。业内人士表示，技术的迭代、政策的支持与引导、市场的勃发，都使电子半导体/集成电路产业迎来快速发展，行业内职场人面临着更大的机遇，而这一风口行业也将成为众多求职者的转行目标。

集成电路重回风口

集成电路作为国家的支柱性产业，也是引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量。目前，集成电路的应用领域不仅覆盖消费电子、汽车电子、计算机、工业控制等传统产业领域，更在物联网、云计算、无线充电、新能源汽车、可穿戴设备等新兴市场获得新的机遇。

集成电路使用半导体材料制作而成，是半导体产品的主要组成部分，占半导体产品80%以上的市场份额，市场规模远超半导体领域中分立器件、光电子器件和传感器等其他细分领域。

1、平稳增长是集成电路全年的主基调

虽然面临疫情防控、世界经济复苏放缓等一系列不确定性因素，集成电路产业仍在承压前行。世界半导体贸易统计协会(WSTS)6月发布的预测显示，2022年全球半导体市场规模将增长16.3%，继2021年年增26.2%之后继续保持两位数的增长，达到6460亿美元。集成电路、传感器、分立器件等主要半导体品类的市场规模也将保持两位数增长。

2、扩产之后集成电路供需逐渐平衡

集成电路产业链已然经历了将近两年的供不应求，其最明显的动作就是代工厂商的一系列扩产，包括今年2月联华电子宣布新加坡建厂计划、博世宣布德国扩建计划，3月英特尔宣布将在德国建厂，4月铠侠、西部数据宣布共同投资日本四日市工厂并将于秋季开始初步生产等。但消费市场需求转弱使半导体产业的库存水位有所上升，产业链的全面短缺转为结构性短缺，供需关系有望逐渐走向平衡。

3、制造业升级和新兴市场的发展，为集成电路产业注入源头活水

随着《中国制造 2025》、"互联网+"行动指导意见等一系列国家战略的持续深入实施，下游制造业的升级换代进程加快，其中汽车电子、工业控制、消费电子等集成电路应用的重要领域维持较快增速。下游市场处于平稳发展的态势，直接影响集成电路产业链的持续扩张，有利于维持集成电路设计行业需求端的规模增长。

在即将到来的物联网和人工智能时代，创新科技产品的诞生将给集成电路设计行业带来新的机会。目前，物联网、5G、医疗、人工智能等新兴产业将成为行业新的市场推动力，广阔的市场空间给行业带来了新的发展机遇，并且随着国内企业技术研发实力的不断增强，国内集成电路设计公司将会出现发展的新契机。

下一步，集成电路技术会走向何方呢？

一、更多的晶体管

现代科技的发展是以集成电路为基石。集成电路发展的最直接的目标就是在单位面积内或者单位体积内集成更多的晶体管。因此，集成电路的第一个发展方向就是集成更多的晶体管。

单位面积内更多的晶体管

在单位面积内集成更多的晶体管就需要将晶体管做的更小，几十年来，在摩尔定律的推动下，晶体管的特征尺寸从毫米级到微米级再到纳米级，尺寸缩小了百万倍。今天，在一平方毫米内可集成超过上亿的晶体管，芯片上的晶体管数量已经达到百亿量级。

那么，晶体管能小到什么程度呢？大致受两个因素的制约，一个是晶体管内最小的结构宽度，另一个是晶体管自身所占的面积。

晶体管的最小的结构宽度在22nm之前，通常是栅极宽度，被称为特征尺寸。随着晶体管面积的日益缩小，特征尺寸和厂家的命名逐渐脱节，而栅极宽度也不再是晶体管的最小结构宽度，例如在FinFET中，Fin的宽度通常是小于栅极宽度的，在GAA堆叠纳米片晶体管中，纳米片的厚度也是要小于栅极宽度的。

因此，各大Foundry不再以栅极宽度作为晶体管的特征尺寸，其工艺节点成为一个代名词，并不和某个特定的宽度相对应，但依然是有其物理意义的。主要体现在晶体管面积的缩小，在同样的面积内可集成更多的晶体管。

从平面晶体管到FinFET到GAA，晶体管的尺寸不断缩小，结构不断优化，就是为了在单位面积内集成更多的晶体管。

单位体积内更多的晶体管

而在单位体积内集成更多的晶体管，除了可以将晶体管做的更小之外，还因为多了一个空间维度，因此可以将晶体管堆叠起来。

如何进行晶体管的堆叠呢？

大致两种方法，第一种就是在晶圆上通过特殊工艺将晶体管直接做成多层的；另外一种就是和传统工艺相同的方法在晶圆上制作一层晶体管，然后将多个晶圆堆叠起来，晶圆之间通过TSV连接。

关于第一种方法，目前有很多研究，例如将NMOS堆叠在PMOS上，从而节省一半的面积，使晶体管密度提升一倍。其难点在于上层的晶体管没有致密的硅基底作为支撑，很难制作出高质量的晶体管，另外，目前的技术也只能支持两层堆叠。

第二种方法目前应用如火如荼，通常被称之为先进封装技术（Advanced Packaging）。

先进封装也称为HDAP高密度先进封装，目前受关注度很高，技术发展迅速，晶圆间互连的TSV密度越来越高，并且理论上不受堆叠层数的限制，最先进的技术目前掌握在Foundry手中。

二、扩展硅元素

虽然化合物半导体近来比较热门，但集成电路中，硅目前还是占据着绝对的主流位置。因此，芯片制造商一直试图将化合物半导体应用在传统的硅晶圆上，从而有效利用现有资源并创造出更大的经济效益。

硅基氮化镓技术

通过在300毫米的硅晶圆上集成氮化镓基（GaN-based）功率器件与硅基CMOS，实现了更高效的电源技术。这为CPU提供低损耗、高速电能传输创造了条件，同时也减少了主板组件和空间。

氮化镓半导体器件主要可分为GaN-on-Si（硅基氮化镓）、GaN-on-SiC（碳化硅基氮化镓），GaN-on-sapphire（蓝宝石基氮化镓）等几种晶圆。

由于成本和技术等因素，硅基氮化镓成为了目前半导体市场主流。

英特尔在300毫米的硅晶圆上首次集成氮化镓基（GaN-based）功率器件，此研究验证了300毫米工艺兼容可行性，更适配高电压应用，增加了功能，提升了大规模制造可能性。

全世界现在大概有上万亿美元的投资都是在300毫米硅晶圆设备、生态系统上，需要把这些充分利用起来，这样制造成本才能下降。

此外，台积电目前采用的也是GaN-on-Si（硅基氮化镓）技术。

新型铁电体材料

另一项技术是利用新型铁电体材料作为下一代嵌入式DRAM技术的可行方案。该项技术可提供更大内存资源和低时延读写能力，用于解决从人工智能到高性能计算等应用所面临的日益复杂的问题。

新型铁电存储器，采用新的技术实现了2纳秒的读写速度和超过10的12次方的读写周期，其性能和寿命都远超现有的存储器。

铁电存储器可以和传统的CMOS工艺结合，用来作为从L1 Cache到DRMA之间的中间层。

扩展硅元素，在功率器件和内存增益领域提升硅基半导体的性能，目前已经取得了不错的进展。人们还在不断地努力探寻其它的方法来扩展硅元素。

三、探寻量子领域

由于量子力学隧道效应，电子可以穿越绝缘体，这将使元件功能失效。人们开始寻找一种新型晶体管，可以进一步提高未来集成电路的性能，作为传统晶体管的替代品。目前有很多研究，但还没有领先者可以取代硅MOSFET。

研究人员列出了一系列MOSFET替代品，包括隧道场效应晶体管TFET，碳纳米管场效应晶体管，单原子晶体管。

隧道场效应晶体管

隧道场效应晶体管（TFET-Tunnel Field Effect Transistor），和传统MOSFET晶体管原理不同，在TFET中源极和漏极掺杂不同。它使用量子力学隧道效应，栅极和源极之间的电压决定了电荷载流子是否可以“隧穿”通过源极和漏极之间的能量势垒，以及电流是否可能流动。

根据量子理论，有些电子纵使明显缺乏足够的能量来穿过能量势垒，它们也能做到这一点，这就是量子隧道效应。

在隧道场效应晶体管中，两个小槽被一个能量势垒分开。在第一个小槽中，一大群电子在静静等待着，晶体管没有被激活，当施加电压时，电子就会通过能量势垒并且移入第二个小槽内，同时激活晶体管。TFET在结构上类似于传统晶体管，但在开关方面利用了量子力学隧道效应，既节能又快捷。

通过减少能量势垒的幅度，增强并利用量子效应将成为可能，因此，电子穿过势垒所需要的能量会大大减少，晶体管的能耗也会因此而显著下降。利用量子隧道效应研制出的隧道场效应晶体管有望将芯片的能耗减少到百分之一（1/100）。

碳纳米管场效应晶体管

碳纳米管场效应晶体管（CNFET-Carbon Nanotube Field Effect Transistor）

在CNFET中，源极和漏极之间的沟道由碳纳米管组成，其直径仅有1–3 nm, 意味着其作为晶体管的沟道更容易被栅控制。因此, 碳纳米管晶体管比传统硅基晶体管在比例缩减上的潜力会更大。

碳纳米管具有超高的室温载流子迁移率和饱和速度，室温下，碳纳米管中载流子迁移率大约为硅的100倍, 饱和速度大约是硅的4倍。在相同沟道长度下, 载流子迁移率越高，饱和速度越高，速度越快，并能增加能量的利用效率。

碳纳米管晶体管具备超低电压驱动的潜力，从而在低功耗方面具有巨大优势，在沟道材料的选择中, 碳纳米管沟道同时具备了天然小尺寸、更好的尺寸缩减潜力和低功耗等关键因素。

单原子晶体管

单原子晶体管（Single-Atom Transistor），在这种晶体管中，控制电极移动一个原子，该原子可以连接两端之间的微小间隙，从而使电流能够流动。原则上，它的工作原理就像一个有两个稳定状态的继电器。

在单原子晶体管中，通过源极和栅极之间的电压移动单个原子，从而关闭或打开源极和漏极之间的电路。

在只有单一金属原子宽度的缝隙间建立微小的金属触点，实现目前晶体管所能达到的最小极限。在此缝隙通过电控脉冲移动单个原子，完成电路闭合，将该原子移出缝隙，电路被切断。

由此实现世界上最小晶体管在接通电源情况下单个原子的受控可逆运动。

单原子晶体管由金属构成，不含半导体材料，所需电压极低，能耗也极低。据称，单原子晶体管的能耗将只有传统硅基晶体管的万分之一（1/10000）。

与传统量子电子元件不同，单原子晶体管不需要在接近绝对零度的低温条件工作，它可以在室温下工作，这对未来应用是一个决定性的优势。

文章来源：笨驴财经，SiP与先进封装技术，交汇点新闻