自1971年英特爾推出第一款 4004 芯片以來，集成電路中的晶體管數量以驚人的速度增長。現在，半導體行業不得不承認，“微芯片上的晶體管數量大約每18個月就會增加一倍”的摩爾定律即將走向終結。僅通過縮小晶體管尺寸來跟上摩爾定律的步伐是不可持續的，維持這種進步速度的成本是天文數字——晶體管密度每增加一倍，就需要資本投資同時增加一倍。而且物理難題也層出不窮。

但是人工智能、5G和數據中心等應用對芯片的需求還在繼續，半導體仍要繼續發展。行業也并沒有放棄摩爾定律，只是每一次的進步都異常艱難。在芯片繼續演進的前路上，各路技術齊上陣，展示著各自的實力和潛力，但也有各自的限制和不足。

封裝技術是一支無法忽視的力量。

先進集成電路封裝技術是“超越摩爾定律”上突出的技術亮點。在每個節點上，芯片微縮將變得越來越困難，越來越昂貴，工程師們正在把多個芯片放入先進的封裝中，作為芯片縮放的替代方案。先進的集成電路封裝正在迅速發展，設計工程師和工程管理人員必須跟上這一關鍵技術的步伐。封裝研究在全球范圍的發展是如此迅猛，而它所面臨的挑戰和機遇也是自電子產品問世以來所從未遇到過的；封裝所涉及的問題之多之廣，也是其它許多領域中少見的，它是從材料到工藝、從無機到聚合物、從大型生產設備到計算力學等一門綜合性非常強的新型高科技學科。

不過頂尖的先進封裝技術都掌握在晶圓代工巨頭手中，由于先進封裝提供了比傳統后端封裝更高價值的機會，因此主要參與者和快速追隨者正在開發各種形式的封裝技術并將其商業化，以贏得優質客戶。

“互連”也是芯片技術挑戰的重要參與者。

首先，需要注意的是，互連技術是封裝中關鍵且必要的部分。芯片通過封裝互連以接收電力、交換信號并最終進行操作。由于半導體產品的速度、密度和功能根據互連方式而變化，因此互連方法也在不斷變化和發展。

除了開發各種工藝以在晶圓廠實現精細圖案外，還全面努力推進封裝工藝中的互連技術。因此，開發了以下四種類型的互連技術：引線鍵合、倒裝芯片鍵合、硅通孔 (TSV) 鍵合以及小芯片混合鍵合。

芯片通過封裝互連以接收電力、交換信號并最終進行操作。由于半導體產品的速度、密度和功能根據互連方式而變化，因此互連方法也在不斷變化和發展。

除了開發各種工藝以在晶圓廠實現精細圖案外，還全面努力推進封裝工藝中的互連技術。

新型材料也是焦點之一。

隨著行業對二維材料研究的增加，其已經逐漸開始走向制造。

碳納米管（CNT）是另一種被寄予厚望的新材料，被認為是下一代高性能、超大規模和薄膜晶體管以及光電器件的有力候選者。碳和硅一樣，并不是什么新材料，從鉛筆到鉆石，碳無處不在。碳納米管可能被用作高性能數字電子設備以及射頻和傳感應用的平臺。而且它可以通過化學氣相沉積（CVD）方法，能夠在CMOS工廠成功制造。

二氧化鉿這樣的新型材料為存儲乃至新型存儲提供了更多的可能性。多項研究發現，二氧化鉿具有鐵電的特性，這樣的好處是它能在不供電的情況下也可以長久存儲數據，意味著其可以再非易失性內存領域發揮價值。

Imec預測，晶體管的形式將在未來十年發生變化，連接它們的金屬也會發生變化。最終，晶體管可能是由二維半導體而不是硅制成的堆疊器件，電力傳輸和其他基礎設施可以分層放置在晶體管下方。為了保持摩爾定律的正常運行，所有可能的杠桿都將被拉動。