当芯片工艺提升逐渐靠近物理极限之时，行业着手寻觅新的突破口，集成系统恰是如此一个被赋予深厚期望的方向。
绕开工艺墙的新思路
执着于单纯地求取芯片制程的微缩正遭遇着极大的挑战，哪怕晶体管数量已然达到千亿的级别，然而单个芯片的性能还是会被材料以及物理规律限制住，这就使得研究者把目光从单纯的芯片内部，转移到由多个组件所搭建而成的完整系统上，借由系统层面的优化设计，存在着有可能去弥补或者弱化对于单个芯片极致工艺的依赖 。
核心理念为“系统大于部分之和”的集成系统，它并非将先进制程看成唯一的出路，相反的是将侧重点放在不同相关功能的各个模块进行有机组合并且积极开展协同工作上面，恰似是组建团队一般，并不硬性考量每个个体必须身为极为顶尖的各个专家，而借助契合当前状况的相应分工以及紧密协作机制，整个团队能够达成高效完成复杂任务的目的，进而削减了依赖单一极其先进顶级技术的绝对需求啦。
集成系统的核心定义
把多种异质组件汇集成的系统，这些组件有处理器、存储器、传感器、天线、无源元件等，通过比如说先进封装等好些技术办法，往一个共同的基板或者封装体内进行高密度集成。其所形成的并非只是电路的集合，而是一个功能足够完备的微型系统。它的目标着重于达成设备的小型化这一特点、实现高性能特色、达成低功耗特性以及拥有高可靠性特质。
如下定义，将以往传统概念里头的“芯片”范畴予以了打破，于集成系统之内，芯片所扮演的角色，被“降格”归结为众多功能模块里头的一个，系统整体性能，更多是取决于这些模块彼此间怎样能够以高效方式进行互联与组织，以及顶层架构设计是否足够精妙，并非仅仅取决于其中某一个芯片采用了何等样先进的纳米工艺形式。
弱化芯片作用的顶层设计
利于系统架构的优秀设计能够削减针对单个芯片的工艺所需标准额度。举例来讲，借助芯粒技术手段，把多个选用别样工艺、具备迥然作用的裸片整合在一并，促使各自阐扬自身亮点效果。又如嘛，凭借复用已经落成且历经核实的IP核，能够迅速搭建系统，防止于每个环节均运用最新工艺 。
这表明，借助相对成熟的28纳米或者14纳米工艺去制造芯片，通过巧妙的系统集成操作，存在这样一种可能性，那就是能够达成接近甚至超越运用更先进工艺的单一芯片所能够给予的系统级功能。这在相当大的程度上削减了对于极紫外光刻机等尖端制造设备的依赖，能够为技术进步提供更多的路径选择。
集成系统的技术雏形
尽管“集成系统”作为一个完整概念并未全然达成，却已然涌现出多种技术雏形，像是天线封装一体化技术，它把射频天线径直集成至芯片封装内部，切实削减了信号传输损耗，还显著缩减了模块体积，这在一些手机以及通信模块当中已然受到应用。
还有一个关键的方向是不一样的集成方式，也就是把依靠硅、化合物半导体等不一样的材料，运用不一样的工艺制作而成的器件整合到一块儿，这种结合能够打破唯有一种材料体系所存在的性能限制，达成更加厉害的综合功能，比如说，把硅基逻辑芯片跟化合物半导体射频芯片整合起来的话，能够同时获取高效的计算以及优质化的信号传输能力 。
未来发展的机遇与挑战
毛军发院士作出预测，在未来的六十年里，或许会是集成系统的时代。在这一领域之中，其发展的轨迹将会跟集成电路相类似，它的工作进程的速度以及集成的程度将会持续性地有所提高。然而，它存在着特殊的地方，也就是会专注于致力达成将电子、光子、机械甚至是生物传感元件进行多功能一体化集成 。
面临着诸多挑战，在多种异质元件得以三维堆叠集成过后，可测试的点变得极为有限，这就给故障检测以及性能评估造成了困难。与此同时，于系统之中，模拟、数字、射频、光电之类不同域的信号相互交织，其协同设计异常繁杂，既需要传统的自动化工具，也迫切呼唤更具智能的辅助设计方法啦。
全球竞争与中国探索
集成系统已然成了全球半导体展开竞争的全新焦点所在，举例来看，美国相关计划所设定的目标是旨在靠着异质异构集成，把电子系统的整体性能予以提升达百倍之多，与此同时还能够大幅度地去降低能耗以及成本，如此便展现出了各个国家于此战略方向上存在的高度共识以及投入情况 。
中国的研究团队，在这个领域，展开了长期的积累。比如说，早在2005年的时候，相关的团队，就着手进行片上系统互连的基础研究了。这些具有前瞻性的布局，为未来投身于集成系统的技术研发以及标准制定，打下了重要的基础。
在中国，您觉得，于突破芯片制造瓶颈的诸多路径里，集成系统这条道路达成大规模产业化时，最大的难点会是啥呢？欢迎在评论区把您的见解分享出来，要是认为本文能带来启发，也请点赞给予支持。
