集成电路产业能够延续摩尔定律的不断发展，离不开三方面的进步：1）半导体器件结构和原理的进步；2）半导体设备制造能力的提升和半导体制造工艺的改进；3）材料性能的改善和新材料的应用。
1) 摩尔定律接近极限，超越摩尔引起重视
简言之，摩尔定律就是技术进步带来生产效率提升和生产成本的下降。过去半个世纪，集成电路产业基本上是按照摩尔定律不断发展。业界普遍认为集成电路产业发展到5nm技术节点时，将达到摩尔定律的物理极限，摩尔定律有可能将失效。今年半导体产业将进入10nm 制程，已经趋于接近摩尔定律的物理极限，延续摩尔定律的先导技术研究成为全球半导体行业的热点，后摩尔定律时代的技术也成为研究的热点。
参考观研天下发布《2018-2023年中国集成电路产业市场运营规模现状及未来发展前景预测报告》
摩尔定律与超越摩尔
2) 半导体产业进步离不开半导体设备的不断创新
按照摩尔定律，每18-24 个月集成电路的制造技术就要进步一代，那么设备厂商就必须每18-24 个月推出更先进的制造设备，以满足制造工艺的需求。以光刻机为例，光刻机历经50 多年的发展，其分辨率从最初大于10 微米发展到如今的10 纳米及以下，分辨率至少提升了3 个数量级。
光刻机的分辨率主要取决于曝光光源的波长和镜头光学系统的数值孔径NA。为了实现技术的进步，光刻机经历了以下几个方面的进步：1）曝光光源的波长经历了514nm、436nm（g-Line）、405nm（H-Line）、365nm（i-Line）、248nm（KrF）、193nm（ArF）、157nm（F2）、13.5nm（EUV，即将大规模使用）等几个阶段的进步；2）曝光方式经历了接触式（Contact）、接近式（Proximity）、投影式（Projection）三种方式，其中投影式又可分为步进式（Stepper）、扫描式（Scanner）、扫描步进（Scanning Stepper）三种形式；3）干式投影发展到浸没式投影；4）加工硅片的直径：经历了75mm、100mm、150mm、200mm、300mm，以及未来的450mm；5）产出效率：由最初的一小时不足50 片Wafer 到现在超过200 片。
光刻机的价格呈上升趋势
3) 半导体行业使用的材料种类越来越多
随着半导体器件结构的变化和半导体制程复杂程度的提高，在半导体产业采用的化学元素越来越多。在1985 年，化学元素周期表中只有11 种元素用于半导体行业。而到了2015 年，半导体行业使用的化学元素种类达到49 种。除了材料种类的增多，半导体材料也随着半导体制程的进步而不断发展。
半导体产业使用的化学元素种类越来越多
此外，还出现了新的硅材料——SOI（Silicon-On-Insulator，绝缘衬底上的硅），SOI技术是在顶层硅和背衬底之间引入了一层埋氧化层。
SOI 材料具有以下突出优点：1、低功耗；2、低开启电压；3、高速；4、提高集成度；5、与现有集成电路完全兼容且减少工艺程序；6、耐高温；7、抗辐照等。基于SOI 结构上的器件在本质上可以减小结电容和漏电流，提高开关速度，降低功耗，实现高速、低功耗运行。作为下一代硅基集成电路技术，SOI 广泛应用于微电子的大多数领域，同时还在光电子、MEMS 等其它领域得到应用。
半导体硅片尺寸发展历程
SOI 技术路线图
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