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芯片制造新技术

芯片产业发展了几十年,从微米到纳米,在纳米领域又从90nm进展到5nm芯片制造工艺,每一代制程的突破都是人类文明在向前进步。不过这些进步的方向都是遵循传统硅基芯片来探索的。

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不管是14nm成熟芯片还是5nm高端芯片,都离不开硅材料。若是没有硅作为芯片的基础材料,根本无法造出芯片。就好比两栋房子,一栋富丽堂皇,另一栋破烂不堪,但不管有多大差别,都离不开地基。

硅就像是地基,是所有芯片制造技术的基础。通过硅材料的技术研发,在基地上盖高楼大厦。可是硅材料大部分的专利技术都掌握在欧美国家手中,想要绕开几乎是不可能的。

找到硅材料的替代品,并采用全新的芯片制造技术。可是有这个可能性吗?结合业内各项芯片制造技术突破的进展来看,还是有的。比如碳基芯片制造技术,通过石墨烯作为基础材料,制造成碳基芯片,进而实现换道超车。

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原本在别人的地基上盖房子,用别人的技术。但若是运用石墨烯材料,制成碳基芯片成功的话,就是自己开垦一片场地,在自己的地基上搭建房子,想怎么盖就怎么盖,不受别人限制。

中国已经突破芯片制造新技术,8英寸石墨烯晶圆的亮相就很好地证明了这一点。但可能还有一个问题,用石墨烯制造碳基芯片需要用上光刻机吗?

无需光刻机?

对于芯片的认知,外界多多少少还是有一定了解的。比如需要通过光刻机才能制造出芯片,尤其是生产高端5nm芯片,更是离不开EUV光刻机。可EUV光刻机和中低端光刻机一直都是被国外企业把持着,能否进口还是由对方说了算。

只有解决光刻机问题,才能将国产碳基芯片的发展向前推进。那碳基芯片的发展能否离开光刻机呢?

想要彻底摆脱光刻机或许还需要探索才能得出答案,但或许不会对高端光刻机有过多的依赖。

因此理论上而言,碳基芯片和硅基芯片使用同类工艺制程时,碳基芯片的性能是硅基芯片的十倍。如果按照这个方向来发展的话,未来使用制程更低的光刻机生产碳基芯片,也能达到硅基芯片一样的性能效果。从而无需高端光刻机支持。

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或能解决困局

国内对碳基芯片的研究实际上达到了世界前列水准,看似遥不可及,不可思议,但是硅基芯片已经遇上摩尔定律极限的束缚。当未来十年内人类芯片工艺达到极限时,该怎么去发展呢?

或许问题的答案就在碳基芯片上,另外还有一个好消息,北京大学彭练矛教授表示,其团队经过二十年的努力,在碳纳米管的无掺杂技术研究上取得重大突破。让我国的碳基芯片基础研究步入世界发展前沿。

所以结合种种来看,碳基芯片未必不是天方夜谭,而这种芯片制造新技术,或能解决中芯国际之困。让中芯国际在全新的芯片制造领域,取得摆脱国外技术,产品依赖的成就。

中芯国际需要接入全球芯片产业链,就必然会使用到各项国外技术,和众多国外设备。但如果能重新调整方向,在碳基芯片领域出发,建立自己的芯片制造体系,打造国产化替代产业链,或能解决当下及未来的困局。

总结

业内一致认为摩尔定律已经接近极限,芯片工艺无法取得更大程度的突破。最多到2nm,1nm,可能在物理规则上受到禁锢。所以需要在后摩尔定律时代探索全新的出路。

不管是否需要光刻机,都不会改变国产芯片破冰的决心。某些国家自以为限制芯片会让我们垮台,殊不知只会加快我们崛起的速度。

对碳基芯片的发展你有什么看法呢?

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