芯片制造业下一波中断的驱动因素。
半导体制造业即将迎来重大变革，而驱动因素将是材料。
材料一直是半导体的关键因素。硅是如此重要，以至于加州的整个地区都以它命名。稀土引发了人们对民族垄断的担忧。130纳米工艺从铝互连到铜互连的转变，对半导体制造业造成了最痛苦的破坏之一。
不过，大多数材料的变化都是相对缓慢和有条不紊的。氮化镓、硅锗和绝缘体上硅多年来一直处于观望状态。FD-SOI花了近10年时间才在汽车和物联网等市场站稳脚跟。同样，在钴和钌之间的选择已经讨论了十年的大部分时间，钴互连最终于去年实施。
但由于几个原因，转向新材料可能会开始加速。首先，10/7nm及以上工艺的性能扩展优势下降，意味着芯片制造商需要寻找其他方法来恢复这种性能，而更高迁移率的材料可能是一个候选。在过去的两个工艺节点上，关于批量CMOS已经失去动力的讨论已经很严肃了，并且在商业应用中对III-V材料进行了大量的测试。基于碳纳米管或石墨烯的新型晶体管也得到了广泛和持续的研究。
III-V型化合物面临的问题是它们价格昂贵，它们的导热性不如硅，而且由于带隙较窄，控制泄漏是一个问题。但它们确实能让电子比硅更自由地移动，而且随着每一个新节点的性能改进都在减弱，新材料将变得必不可少。
其次，虽然新材料更加昂贵(至少在最初阶段)，但在先进包装中推动更多的异质集成，使得它们可以在较小的财务冲击下逐步投入使用。事实上，先进的封装为全新的设备浪潮打开了大门，因为新材料只是封装中的另一个模具，小批量生产或生长它们比试图把所有东西都放在一个巨大的单个模具上要容易得多。
这也为基于砷化铟或砷化铟镓的封装式硅光子学打开了大门，因为它们难以使用传统的硅工艺，因此受到了规模经济的影响。但随着芯片单独开发并捆绑到高级封装中，这种方法开始看起来更具吸引力。
第三，虽然我们习惯了在设备内部进行处理，但有一个很大的推动力是跨系统或跨系统的系统进行无所不在的处理。经典的冯·诺依曼架构通常被认为是某种盒子里的处理，无论是SoC、智能手机还是电脑。但越来越多的人支持一种利用无处不在的处理的模式，这种模式正被汽车制造商用于自动驾驶，并被通信行业用于毫米波5G。
要做到这一点，唯一的方法是改变某些加工元素的形状。有一些电子元件的结构和设备将需要传感器，但这些设备也可能有机械或生物元件。导电油墨，可打印的设备，以及需要监控的机器都是这个等式的一部分，并且需要不同的材料来实现这一切。
总的来说，这些进展中的任何一项都可能对芯片制造业产生重大影响。由一家大型纯晶圆代工厂(台积电)和两家idm(三星和英特尔)的领先整合，可能会让位于基于材料的更多样化的代工厂集合。虽然最先进的节点代工业务都没有受到威胁，但材料可能会使未来的芯片制造比今天更加异质和多样化。
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非常有见地——恕我直言