他(tā)以《半導體(tǐ)——改變世界的力量》為(wèi)題，從“半導體(tǐ)支撐全球經濟持續發展”“半導體(tǐ)推動科(kē)技(jì )持續創新(xīn)”“半導體(tǐ)與計算機改變人類生活”“半導體(tǐ)助力人工(gōng)智能(néng)提升人類的腦力”“半導體(tǐ)成為(wèi)改變世界地緣政治的工(gōng)具(jù)”等方面，分(fēn)析了半導體(tǐ)對人類社會發展的重要意義。

半導體(tǐ)支撐全球經濟持續發展

“半導體(tǐ)是改變全球經濟的重要力量，”魏少軍教授從衡量經濟發展的重要指标GDP來切入，他(tā)援引聯合國(guó)統計司網站公(gōng)布的全球GDP數據表示，“從1987至2021年期間，全球GDP的絕對值有(yǒu)一個明顯的‘跳躍’，全球每年的平均GDP數據發生了比較大的變化，在2003年之前，全球GDP的增長(cháng)是比較平緩的，到2003年之後，全球GDP的增長(cháng)加快。”

據了解，在1987-2002年的16年間，全球GDP平均值為(wèi)27.8萬億美元，而到2003-2021年的19年間，全球GDP平均值達到了69.2萬億美元。後面19年裏的數值是前面16年的2.5倍。

究竟是什麽力量驅使全球GDP增長(cháng)得如此之快？魏少軍教授認為(wèi)是以互聯網技(jì )術、移動通信技(jì )術，以及兩者結合的移動互聯網技(jì )術共同驅動了全球GDP的增長(cháng)。

在過去20年裏，信息技(jì )術的增長(cháng)也反應出了一些有(yǒu)趣的現象：在1987-2002年的16年間，全球信息産(chǎn)業累計實現銷售17萬億美元，平均每年約為(wèi)1.06萬億美元；2003-2021年的19年間，全球信息産(chǎn)業累計實現銷售76.9萬億美元，平均每年4.05萬億美元。僅看全球信息産(chǎn)業年平均銷售數據，其中(zhōng)後19年是前16年的3.8倍。

當然，信息産(chǎn)業整體(tǐ)上呈現快速增長(cháng)的态勢，但中(zhōng)間也有(yǒu)個别年份存在特殊情況，比如2002年及新(xīn)冠疫情期間。隻不過，其整體(tǐ)發展基本符合“前16年(1987-2002年)與後19年(2003-2021年)全球信息産(chǎn)業增速差異大”的情況。

除此之外，魏少軍教授還列舉了全球半導體(tǐ)産(chǎn)業銷售額數據：1987-2002的16年裏，全球半導體(tǐ)産(chǎn)業的累計收入為(wèi)16,431億美元，平均到每年為(wèi)1,027億美元。2003-2021的19年間，全球半導體(tǐ)産(chǎn)業的累計收入達到60,696億美元，平均到每年為(wèi)3,195億美元，是前面16年的3.1倍。

對比全球GDP發展數據和全球信息産(chǎn)業發展數據，可(kě)推斷出“信息産(chǎn)業在全球經濟增長(cháng)中(zhōng)扮演了重要角色”。半導體(tǐ)是支撐信息産(chǎn)業的核心和基礎，信息産(chǎn)業又(yòu)支撐了全球GDP的增長(cháng)，因此半導體(tǐ)在全球經濟發展中(zhōng)起到了重要作(zuò)用(yòng)。

進一步分(fēn)析半導體(tǐ)與全球GDP的相關性，在大部分(fēn)時間裏兩者的相關性在非常強，且很(hěn)多(duō)時候這個相關性概率會達到90%以上。在絕大部分(fēn)時間裏，半導體(tǐ)增長(cháng)，全球GDP也會增長(cháng)，半導體(tǐ)下降，全球GDP也會下降。這表明半導體(tǐ)不僅是一個技(jì )術或一類産(chǎn)品，它對全球經濟的增長(cháng)也具(jù)有(yǒu)重要作(zuò)用(yòng)。

半導體(tǐ)推動全球科(kē)技(jì )持續創新(xīn)

“摩爾定律”一直在驅動産(chǎn)業按照指數性增長(cháng)的規律向前發展，現在人類可(kě)以在單顆矽片上集成數百億個晶體(tǐ)管。在這麽一個高度複雜的系統中(zhōng)，肯定不是采用(yòng)簡單的處理(lǐ)方式。半導體(tǐ)從誕生開始，就是一個創新(xīn)驅動的産(chǎn)業。如果僅看半導體(tǐ)制造環節，它主要面臨三方面的挑戰：

一是精(jīng)密圖形，即是光刻技(jì )術。根據上圖的公(gōng)式，Resolution= k1 * λ/NA，分(fēn)辨率=系數x(光源的波長(cháng)/投影透鏡的數值孔徑)。由于光源的波長(cháng)很(hěn)難改變，EUV和浸沒式光刻機的出現，提升了光圈的數值孔徑(NA)，提升分(fēn)辨率的過程看似簡單，但背後充滿了意想不到的創新(xīn)。

二是新(xīn)材料、新(xīn)工(gōng)藝的創新(xīn)。目前，在半導體(tǐ)領域大約有(yǒu)64中(zhōng)材料，包括銅、鍺、鎳、高K等材料在内，每種材料都需要經曆數千次工(gōng)藝實驗。在半導體(tǐ)制造過程中(zhōng)，如何形成一整套真正有(yǒu)意義的産(chǎn)品工(gōng)藝？沒有(yǒu)這些新(xīn)材料、新(xīn)工(gōng)藝的創新(xīn)，就不會有(yǒu)半導體(tǐ)器件性能(néng)的快速提升。

三是提升良率。單項工(gōng)藝的突破可(kě)能(néng)無法保證大幅度提升整個集成電(diàn)路産(chǎn)品的性能(néng)。在工(gōng)藝流程中(zhōng)累積大量統計誤差，即便每一步的良率高達99.9%，但是上千步步驟積累下來，最終的成品率也隻有(yǒu)37%。因此，産(chǎn)業技(jì )術水平的标志(zhì)并非是單個技(jì )術的突破，而是成套産(chǎn)品工(gōng)藝的突破。

半導體(tǐ)與計算機改變人類生活

計算機在向兩個極端方向發展：一方面是往超級計算機方向發展。去年，美國(guó)發布了前沿超級計算機，其運算能(néng)力達到每秒(miǎo)鍾10的18次方。另一方面，手機正成為(wèi)重要的計算器件。1969年NASA把宇航員送到月球的所需的全部算力，還不足現在一部手機三分(fēn)之一的運算能(néng)力。

計算能(néng)力在推動半導體(tǐ)的發展，半導體(tǐ)又(yòu)支撐計算機技(jì )術的前進。在整個過程中(zhōng)，前期的科(kē)學(xué)計算，到個人計算、移動計算、雲計算，到今天進入智能(néng)計算，計算機與半導體(tǐ)市場都一路相伴。未來，我們将進入一個全新(xīn)的時代——泛在計算時代。那時不是人在使用(yòng)計算機，而是計算機在使用(yòng)計算機，這将成為(wèi)泛在計算時代的一個主要特征。在這樣的發展模式中(zhōng)，許多(duō)東西都會發生改變。

高性能(néng)計算機的計算能(néng)力已經進入了E級時代，E級超算是指每秒(miǎo)可(kě)進行百億億次數學(xué)運算的超級計算機，是國(guó)際上高端信息技(jì )術創新(xīn)和競争的制高點，被全世界公(gōng)認為(wèi)“超級計算機界的一頂皇冠”。未來很(hěn)快将進入Z級時代(1Z=1021，十萬億億級)，由于數據增長(cháng)的速度太快，如果計算機的處理(lǐ)速度不能(néng)随時跟上，計算機就無法滿足發展的要求。

但從另外一方面，過去40年裏也有(yǒu)一些東西正在消失，比如電(diàn)子産(chǎn)品、郵票、現金，許多(duō)功能(néng)被集成到了一部手機上。魏少軍教授表示，“那些我們曾經趨之若鹜的東西消失了，現在一部手機可(kě)以解決很(hěn)多(duō)的問題。這樣的改變可(kě)能(néng)還隻是一個開始，未來的改變可(kě)能(néng)會更大。”

半導體(tǐ)助力AI提升人類的腦力

人工(gōng)智能(néng)帶來的影響更為(wèi)深遠(yuǎn)。早在上世紀40年代，人工(gōng)智能(néng)神經網絡的想法就已經出現，當時美國(guó)神經生理(lǐ)學(xué)家Warren McCulloch和數學(xué)家Walter Pitts，共同對大腦的神經元進行類比和建模，發明了人工(gōng)神經網絡。到上世紀80年代，加拿(ná)大神經科(kē)學(xué)家David Hunter Hubel發現了視覺神經的機制。以上這些工(gōng)作(zuò)都構成了現在人工(gōng)智能(néng)的基礎。

“今天我們在重複前人的很(hěn)多(duō)工(gōng)作(zuò)，現在世界正處于第三輪智能(néng)化浪潮中(zhōng)。”魏少軍教授介紹說，1946年的通用(yòng)自動計算裝(zhuāng)置是第一輪智能(néng)化浪潮，那時的裝(zhuāng)置僅具(jù)備計算、數據存儲與檢索能(néng)力；上世紀90年代的通用(yòng)推理(lǐ)裝(zhuāng)置帶來了第二輪智能(néng)化浪潮，使用(yòng)手工(gōng)知識庫作(zuò)為(wèi)邏輯判斷；2017年開始的機器學(xué)習裝(zhuāng)置開啓了第三輪智能(néng)化浪潮，使用(yòng)機器學(xué)習的算法來做分(fēn)類和識别。

在這三輪智能(néng)化浪潮中(zhōng)，前兩輪更多(duō)的是對概念、名(míng)詞的理(lǐ)解，但第三輪浪潮已經發生了很(hěn)大的變化，機器在很(hěn)多(duō)方面都已經超越了人類，比如ImageNet項目(圖像識别)可(kě)以AI用(yòng)識别2萬多(duō)種物(wù)件，AI語音識别錯詞率降低到了5.9%，LipNet(自動唇讀技(jì )術)準确度高達93.4%……

半導體(tǐ)成為(wèi)地緣政治工(gōng)具(jù)

“iRobot的董事長(cháng)兼CEO科(kē)林·安(ān)格爾說過一句話——‘觀察全社會将如何對待人工(gōng)智能(néng)技(jì )術将會很(hěn)有(yǒu)趣，這一技(jì )術無疑會很(hěn)酷’。我認為(wèi)他(tā)這句話講得很(hěn)深刻，‘有(yǒu)趣’和‘很(hěn)酷’都是表述，但它們背後是對AI發展的深刻影響。”魏少軍教授指出，第一次工(gōng)業革命推動了人類體(tǐ)力的增長(cháng)，也即是能(néng)源和動力延伸了四肢的能(néng)力，而信息革命通過提升感知和感官能(néng)力，讓人類看得更遠(yuǎn)、聽得更遠(yuǎn)，今天新(xīn)的智能(néng)化革命延伸的是腦力和認知能(néng)力。

人工(gōng)智能(néng)離不開半導體(tǐ)，人工(gōng)智能(néng)和半導體(tǐ)的結合，将不僅改變人類的物(wù)質(zhì)社會，而且可(kě)能(néng)會改變我們的認知能(néng)力。“但半導體(tǐ)成為(wèi)了改變世界地緣政治的工(gōng)具(jù)，這種發展過程确實讓人感到非常遺憾。”在此基礎上，魏少軍教授同時也指出，當前全球半導體(tǐ)市場進行了一定的分(fēn)割，全球産(chǎn)業化的進程在被終止。半導體(tǐ)的“軍備競賽”導緻了全球半導體(tǐ)供應鏈碎片化，這種變化對全人類來說也是很(hěn)深遠(yuǎn)的。

即使半導體(tǐ)全球化遭遇了挑戰，魏少軍教授仍肯定評價說：“5G、人工(gōng)智能(néng)正在推動集成電(diàn)路技(jì )術的進步，并帶來很(hěn)多(duō)新(xīn)的内容。當然，新(xīn)的内容又(yòu)反過來支撐以5G、AI為(wèi)代表的全球經濟發展。迄今為(wèi)止，沒有(yǒu)任何其他(tā)技(jì )術可(kě)以代替集成電(diàn)路。”

文(wén)章來源：國(guó)際電(diàn)子商(shāng)情