IBM公司在2014年7月宣布，将在未来5年投资30亿美元推动未来计算技术的发展[1]。这项投资包括两方面：开发7纳米及以下的硅技术；为后硅时代开发替代技术，如碳纳米管、石墨烯、神经形态计算、量子计算等。这项研发计划已促使韩国政府重新全方位地检视国内半导体研究项目，并正在着手制定应对战略以保护其半导体行业[2]。

一、IBM布局7纳米及以下硅技术与后硅时代计算技术

IBM推进7纳米及以下的硅技术是为了优化和提升现有半导体技术。目前，IBM 22纳米硅技术已实现实用化，并认为在未来数年内能够实现14纳米及10纳米硅技术的实用化。但是如果需要在十年以后压缩到7纳米或更低，则需要在半导体架构方面开展巨额投资和重大创新，并需要发明新型制造工具和技术。

但7纳米及以下的硅技术还是会遭遇功耗、漏电、成本等问题，并且挑战将急剧增加。因此IBM的重点是后硅时代的替代技术，用新材料或新计算范式替代当前的计算技术。目前潜在的方案包括：碳纳米管、石墨烯等新材料，以及包括量子计算、神经形态计算在内的非传统计算范式。

IBM在这些方面已有布局并取得了相关进展。（1）碳纳米管方向，IBM正在探索碳纳米管是否能够在7纳米以及以下的节点取代硅，并将碳纳米管纯化率提升至99.99％。（2）石墨烯方向，IBM展示了世界上第一套用于无线通信的基于石墨烯的集成电路接收机。（3）硅光子技术领域，IBM最近设计和制造出了世界上第一个基于波分多路复用技术的单片硅光子收发器。（4）III-V族半导体技术方向，IBM已经在一套自对准III-V族沟道MOSFET器件结构中演示了世界上最高的跨导性，该结构与CMOS缩放相兼容，这些材料以及结构方面的创新有望为7纳米及以下缩放技术铺平道路。（5）下一代低功耗晶体管方面，IBM的科学家们正在研究隧道场效应晶体管（TFET），并试图把TFET与CMOS技术整合到一起以提升低功耗集成电路性能。（6）量子计算领域，IBM最近展示了利用三个超导量子比特进行奇偶校验的首个实验。（7）神经形态计算领域，IBM和大学合作开发出了一套端到端生态系统，包括一个新的非冯诺依曼体系结构、一种新的编程语言以及众多应用，IBM在此领域的长远目标是建立具有一百亿个神经元和一百万亿个突触的神经突触系统，而其能耗只有一千瓦，体积不到两立方分米。

二、韩国迅速采取应对措施

IBM的计划迅速引起了韩国半导体产业的重视，韩国认为其半导体产业在非硅基特殊半导体方面处于弱势，因此韩国未来创造科学部（MSIP）及其附属研究机构正着手制定应对战略，包括一项基于新材料的半导体器件开发计划。由于进行大型研究投资难度较高，且韩国产业通商资源部（MoTIE）已经实施了一项新材料开发项目，MSIP计划在某些项目上与MoTIE展开合作，或将某些项目与明年开始的“创新材料开发”项目关联起来，共同推进。                  

（唐川 姜山）