半导体芯片的发展为什么离不开仿真设计？

伴随着新型半导体器件的涌现、改进与完善，我国电子工业技术的发展也愈发蓬勃，但其背后是半导体行业内日益加剧的激烈竞争。

众所周知，愈发激烈的市场竞争势必会加速半导体芯片的更新迭代，这使得项目研发的时间不断地被压缩，逐渐演变成一场与时间的赛跑。同时，半导体相关设备昂贵和原材料投入巨大，一条完整生产线的建成动辄要数亿美元，单纯地对半导体芯片进行实验摸索会造成人力、物力与财力的巨大浪费，着实令整个半导体行业倍感压力。因此如何在较短的研发周期内，以较低的研发成本制备出高效的产品，抢占市场的先机就显得尤为重要。

得益于半导体物理理论以及计算机算法的日益发展与完善，先进的半导体仿真设计技术逐渐步入人们的视野，这种将基于仪器系统的实验“移植”到强大的计算机平台，能够省时省力地实现产品设计与研发，必然会为半导体行业的发展带来巨大社会经济效益。所谓的仿真设计技术，是指利用各种物理的和数学的，静态的和动态的，连续的和离散的模型可视化地复现实际系统中发生的本质过程，并通过对系统模型的实验来快速准确地预测和凝练出相关的物理规律以及趋势预测，进而助力我们对实际系统的研究。仿真设计技术的优点不胜枚举，比如：

Ø 借助于有限元仿真分析，打破实验探究瓶颈，理清敏感参数指标，优化芯片结构参数，提供高效可靠的实验设计方案；

Ø 仿真设计能够可视化地再现器件内部工作机制，揭示芯片物理机理，加深对于芯片结构的理解，为后续研发优化提供方向；

Ø 仿真设计不仅能够有效地缩短研发周期，同事还可节省实验研究成本，达到事半功倍效果，助力于前瞻技术的研发，抢占市场先机，实现最大化产业价值；

由此可见，借助于仿真设计手段，我们可在一定程度上实现对人力与物力的解放，更为重要的是仿真设计技术能够“预见未来”，将虚拟世界复现于现实世界，为我们创造巨大的社会经济效益。然而，芯片仿真设计对研究人员也提出了较高的要求，不仅需要从事人员熟知半导体器件物理理论，而且需要从事人员对半导体外延生长和工艺流程具有清晰的认知，只有这样才能做到理论与实验的密切结合，最大化创造仿真设计的价值。

总而言之，在当前各国争抢半导体芯片市场的大背景下，仿真设计在未来半导体技术的发展过程中，势必会扮演着越来越重要的角色，“实验未动，仿真先行”也会逐渐成为业界一种常态。