他以《半導體——改變世界的力量》為題，從“半導體支撐全球經濟持續(xù)發(fā)展”“半導體推動科技持續(xù)創(chuàng)新”“半導體與計算機改變人類生活”“半導體助力人工智能提升人類的腦力”“半導體成為改變世界地緣政治的工具”等方面，分析了半導體對人類社會發(fā)展的重要意義。

半導體支撐全球經濟持續(xù)發(fā)展

“半導體是改變全球經濟的重要力量，”魏少軍教授從衡量經濟發(fā)展的重要指標GDP來切入，他援引聯(lián)合國統(tǒng)計司網站公布的全球GDP數據表示，“從1987至2021年期間，全球GDP的絕對值有一個明顯的‘跳躍’，全球每年的平均GDP數據發(fā)生了比較大的變化，在2003年之前，全球GDP的增長是比較平緩的，到2003年之后，全球GDP的增長加快。”

據了解，在1987-2002年的16年間，全球GDP平均值為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。后面19年里的數值是前面16年的2.5倍。

究竟是什么力量驅使全球GDP增長得如此之快？魏少軍教授認為是以互聯(lián)網技術、移動通信技術，以及兩者結合的移動互聯(lián)網技術共同驅動了全球GDP的增長。

在過去20年里，信息技術的增長也反應出了一些有趣的現(xiàn)象：在1987-2002年的16年間，全球信息產業(yè)累計實現(xiàn)銷售17萬億美元，平均每年約為1.06萬億美元；2003-2021年的19年間，全球信息產業(yè)累計實現(xiàn)銷售76.9萬億美元，平均每年4.05萬億美元。僅看全球信息產業(yè)年平均銷售數據，其中后19年是前16年的3.8倍。

當然，信息產業(yè)整體上呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢，但中間也有個別年份存在特殊情況，比如2002年及新冠疫情期間。只不過，其整體發(fā)展基本符合“前16年(1987-2002年)與后19年(2003-2021年)全球信息產業(yè)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產業(yè)銷售額數據：1987-2002的16年里，全球半導體產業(yè)的累計收入為16,431億美元，平均到每年為1,027億美元。2003-2021的19年間，全球半導體產業(yè)的累計收入達到60,696億美元，平均到每年為3,195億美元，是前面16年的3.1倍。

對比全球GDP發(fā)展數據和全球信息產業(yè)發(fā)展數據，可推斷出“信息產業(yè)在全球經濟增長中扮演了重要角色”。半導體是支撐信息產業(yè)的核心和基礎，信息產業(yè)又支撐了全球GDP的增長，因此半導體在全球經濟發(fā)展中起到了重要作用。

進一步分析半導體與全球GDP的相關性，在大部分時間里兩者的相關性在非常強，且很多時候這個相關性概率會達到90%以上。在絕大部分時間里，半導體增長，全球GDP也會增長，半導體下降，全球GDP也會下降。這表明半導體不僅是一個技術或一類產品，它對全球經濟的增長也具有重要作用。

半導體推動全球科技持續(xù)創(chuàng)新

“摩爾定律”一直在驅動產業(yè)按照指數性增長的規(guī)律向前發(fā)展，現(xiàn)在人類可以在單顆硅片上集成數百億個晶體管。在這么一個高度復雜的系統(tǒng)中，肯定不是采用簡單的處理方式。半導體從誕生開始，就是一個創(chuàng)新驅動的產業(yè)。如果僅看半導體制造環(huán)節(jié)，它主要面臨三方面的挑戰(zhàn)：

一是精密圖形，即是光刻技術。根據上圖的公式，Resolution= k1 * λ/NA，分辨率=系數x(光源的波長/投影透鏡的數值孔徑)。由于光源的波長很難改變，EUV和浸沒式光刻機的出現(xiàn)，提升了光圈的數值孔徑(NA)，提升分辨率的過程看似簡單，但背后充滿了意想不到的創(chuàng)新。

二是新材料、新工藝的創(chuàng)新。目前，在半導體領域大約有64中材料，包括銅、鍺、鎳、高K等材料在內，每種材料都需要經歷數千次工藝實驗。在半導體制造過程中，如何形成一整套真正有意義的產品工藝？沒有這些新材料、新工藝的創(chuàng)新，就不會有半導體器件性能的快速提升。

三是提升良率。單項工藝的突破可能無法保證大幅度提升整個集成電路產品的性能。在工藝流程中累積大量統(tǒng)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，最終的成品率也只有37%。因此，產業(yè)技術水平的標志并非是單個技術的突破，而是成套產品工藝的突破。

半導體與計算機改變人類生活

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

計算能力在推動半導體的發(fā)展，半導體又支撐計算機技術的前進。在整個過程中，前期的科學計算，到個人計算、移動計算、云計算，到今天進入智能計算，計算機與半導體市場都一路相伴。未來，我們將進入一個全新的時代——泛在計算時代。那時不是人在使用計算機，而是計算機在使用計算機，這將成為泛在計算時代的一個主要特征。在這樣的發(fā)展模式中，許多東西都會發(fā)生改變。

高性能計算機的計算能力已經進入了E級時代，E級超算是指每秒可進行百億億次數學運算的超級計算機，是國際上高端信息技術創(chuàng)新和競爭的制高點，被全世界公認為“超級計算機界的一頂皇冠”。未來很快將進入Z級時代(1Z=1021，十萬億億級)，由于數據增長的速度太快，如果計算機的處理速度不能隨時跟上，計算機就無法滿足發(fā)展的要求。

但從另外一方面，過去40年里也有一些東西正在消失，比如電子產品、郵票、現(xiàn)金，許多功能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鶩的東西消失了，現(xiàn)在一部手機可以解決很多的問題。這樣的改變可能還只是一個開始，未來的改變可能會更大?！?/p>

半導體助力AI提升人類的腦力

人工智能帶來的影響更為深遠。早在上世紀40年代，人工智能神經網絡的想法就已經出現(xiàn)，當時美國神經生理學家Warren McCulloch和數學家Walter Pitts，共同對大腦的神經元進行類比和建模，發(fā)明了人工神經網絡。到上世紀80年代，加拿大神經科學家David Hunter Hubel發(fā)現(xiàn)了視覺神經的機制。以上這些工作都構成了現(xiàn)在人工智能的基礎。

“今天我們在重復前人的很多工作，現(xiàn)在世界正處于第三輪智能化浪潮中?！蔽荷佘娊淌诮榻B說，1946年的通用自動計算裝置是第一輪智能化浪潮，那時的裝置僅具備計算、數據存儲與檢索能力；上世紀90年代的通用推理裝置帶來了第二輪智能化浪潮，使用手工知識庫作為邏輯判斷；2017年開始的機器學習裝置開啟了第三輪智能化浪潮，使用機器學習的算法來做分類和識別。

在這三輪智能化浪潮中，前兩輪更多的是對概念、名詞的理解，但第三輪浪潮已經發(fā)生了很大的變化，機器在很多方面都已經超越了人類，比如ImageNet項目(圖像識別)可以AI用識別2萬多種物件，AI語音識別錯詞率降低到了5.9%，LipNet(自動唇讀技術)準確度高達93.4%……

半導體成為地緣政治工具

“iRobot的董事長兼CEO科林·安格爾說過一句話——‘觀察全社會將如何對待人工智能技術將會很有趣，這一技術無疑會很酷’。我認為他這句話講得很深刻，‘有趣’和‘很酷’都是表述，但它們背后是對AI發(fā)展的深刻影響?！蔽荷佘娊淌谥赋?，第一次工業(yè)革命推動了人類體力的增長，也即是能源和動力延伸了四肢的能力，而信息革命通過提升感知和感官能力，讓人類看得更遠、聽得更遠，今天新的智能化革命延伸的是腦力和認知能力。

人工智能離不開半導體，人工智能和半導體的結合，將不僅改變人類的物質社會，而且可能會改變我們的認知能力。“但半導體成為了改變世界地緣政治的工具，這種發(fā)展過程確實讓人感到非常遺憾?！痹诖嘶A上，魏少軍教授同時也指出，當前全球半導體市場進行了一定的分割，全球產業(yè)化的進程在被終止。半導體的“軍備競賽”導致了全球半導體供應鏈碎片化，這種變化對全人類來說也是很深遠的。

即使半導體全球化遭遇了挑戰(zhàn)，魏少軍教授仍肯定評價說：“5G、人工智能正在推動集成電路技術的進步，并帶來很多新的內容。當然，新的內容又反過來支撐以5G、AI為代表的全球經濟發(fā)展。迄今為止，沒有任何其他技術可以代替集成電路?！?/p>

文章來源：國際電子商情