我国芯片发展已开辟新赛道,石墨烯晶体材料的突破,没光刻机也行

Di Pubblicato Febbraio 03, 2021

美国对华为不断实施限制,这让全球看清了可能存在的危机,不仅仅是我国在大力发展半导体,欧洲也一样。

我国半导体按照当前的发展进度和先进国家还有10-20年差距,尤其是芯片制造设备更是我国当前最急需突破的“短板”,欧美国家半导体发展起码已有上百年历史,而我国半导体起步大概是60-70年代,但那时面对欧美国家技术封锁,资金和人才都相对缺乏的年代,我国半导体发展的道路异常艰辛。但从十三五开始,我国半导体发展明显加速。目前,我国半导体领域的科研人员在努力追赶的同时,也在试图“弯道超车”。

众所周知,我国最先进的半导体代工厂中芯国际就采取了重新的FinFET实现14nm和7nm工艺量产,但更低的3nm、5nm工艺还必须借助EUV光刻机,在这块上依旧还未解决。西湖大学发明了冰刻,理论上可以绕过对光刻机的依赖,但进入商业量产还需要很长的路要走。同时,我国在硅基赛道追赶的提示,也开辟了碳基芯片的研究,这条新赛道我国走在世界的前列,要实现“借道超车”也还需要不断的努力。

 

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半导体制造的工艺对于手机芯片来说很重要

从上面可以看出,我国半导体领域在加快发展的同时,也想“借道”或“弯道”超车,但这真的可能吗?让我们看看台积电创始人张忠谋是怎么说的吧!

 

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在一次电视采访节目中,主持人问他有关国内半导体制造的情况。张忠谋老先生的话很直白,国内的半导体制造想要实现超越并不容易。并且他也给出了意见,先在芯片的设计上做好再说。

目前,我国华为海思在芯片设计上已达到了世界先进水平,华为麒麟9000芯片性能采用台积电5nm制造工艺,性能堪比苹果A14。但事实证明,半导体制造的工艺对于手机芯片来说很重要。经过苹果12、华为mate40、小米11虽然都采用5nm芯片,但性能比预想提高的效果要差,同时曝出各种问题,如手机发热问题,这些都是制造工艺导致的。这就是制造工艺对芯片工艺功耗的影响。

我国半导体发展当前形势一片大好,很多专业人士像张召忠也表示,尽管我们芯片发展当前还有很多困难,但按照当前的发展速度,不出几年,中国芯片就会崛起!那时候美国或许要为今天打压我国半导体的发展后悔了。因为我国当前是世界芯片主要消耗国,也是拉动半导体行业的主要市场,一旦像手机等高端芯片实现了国产替代就不再需要依赖进口了。

 

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同时,我国倪光南院士也坚持认为我们要大力发展半导体产业链,只要坚持下去,还是有“弯道超车”的可能。

我国半导体产业发展关键点就是材料技术

我们知道,芯片制造设备和芯片制造材料是我国大力扶持的重点对象,在当前硅基芯片赛道,芯片制造设备和光刻机,已应用到极致,3nm继续往下突破就会面临摩尔定律失效的问题,必须要开辟新的赛道,而这条赛道就是——材料技术!

 

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我国为什么做不出高端光刻机,是技术问题吗?其实归根结底就是材料问题。只要精密仪器需要高端精密机床,而机床就需要特殊的材料去制造零部件。

我们知道硅基芯片已不是长久的发展之道,必须要开盘新的方向。那就是碳基研究方向,最近中科院新型晶体管,

 

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中科院使石墨烯微观层面“狄拉克点”的存在,是的碳基石墨烯具有电子通道,制造出石墨烯-硅晶体管,这是我国在碳基芯片上一个极大的突破,碳基芯片成为可能,性能比硅基芯片要大大提高。

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