能繞過EUV光刻機生產晶片？中國選擇押注碳基晶片，是否選對了

2020-09-19 圈聊科技

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今天跟大家聊一聊：是否真的能繞過光刻機製造晶片呢？面對目前的晶片困境，中國押注碳基晶片是否正確呢？彭練矛作為碳基晶片的主要研發人員，他都擁有什麼策略呢？

直到華為被切斷了一切獲取晶片的途徑的時候，國人才意識到晶片對於我們的重要性，過度依賴於國外的技術，最終不會得到什麼好結果的，近日中國在晶片領域持續有大動作，中科院也宣布將入局光刻機的研發。

然而還有一件令人振奮的消息，就是此前一直在傳的不需要尖端光刻機，就能生產製造出來的碳基晶片，那目前都進展到什麼程度了呢？

作為碳基晶片的主要研發人員彭練矛教授，在近日參加了會議，他就說道：目前中國在晶片領域整條產業鏈，都面臨著被「卡脖子」的命運，主要就是缺少了核心技術以及自主創新的能力，我們不應該放棄晶片製造過程中的任何一個環節，中國沒有晶片技術的話，也就意味著沒有未來。而目前要實現由中國主導的晶片技術，就只有碳基晶片能夠實現了，要把該項技術打造成中國人完全自主可控的晶片技術，才是未來的目標。

從彭練矛教授的話中我們就可以看出，中國目前在半導體領域所存在的絕對劣勢，而彭練毛教授會把晶片領域的未來押注在碳基晶片上，也並不是空穴來風，目前他已經在碳基電子學領域，研發出了整套的碳基CMOS集成電路無摻雜製備新技術，目前已經製備整體性能超越矽基器件10倍的碳管電晶體，已經接近理論極限柵長僅為5nm的技術，隨著這項技術的誕生，也加大了碳基晶片存在理論量產的可能性。

那碳基晶片在生產過程中，是否真的可以繞開高端的EUV光刻機呢

目前我們在原有的矽基晶片製備基礎上，和歐美國家存在著很大的差距，所以我們要想實現直道超車的話，只有把很多更多的精力放在對於碳基晶片的研發上。矽基晶片的開創者是美國，早就在上個世紀50年代的時候，他們就研發了矽材料的集成電路，經過幾十年的發展，他們的地位也越來越穩固，所以中國在矽基晶片領域可以說一點機會都沒有了。好在目前矽基晶片已經無限接近摩爾定律極限，3nm以下的製程工藝，目前沒有一個企業有傳出相關消息。

目前最為先進的製程工藝也已經達到了5nm，也就意味著需要開始尋找可替代的材料的，美國開創的矽基晶片時代也即將終結，在全新的材料出來之後，以往所有的技術也都清零，誰能率先取得突破的話，就能擁有新一代技術的掌控權，而中國選擇押注碳基晶片的研發，絕對是一個正確的方向。

目前矽基晶片的設計過程必須依賴於EDA工具，而這項技術長期被美國壟斷，一旦矽基晶片時代被終結，那麼有可能晶片設計就會變得更加簡單了，說不定圓晶盤的生產工藝也不一樣，到時候也會有全新的技術產生，理論上是可以繞過EUV光刻機，可以基於碳基晶片的特定屬性，研發出全新的設備，再從晶片的架構角度進行重新配置。

據悉就算還需要用到光刻機，但整體工藝要求並沒有那麼高了，目前的國產光刻機水平就能滿足晶片設計需求，那麼最終ASML公司的光刻機就不存在什麼優勢了。不過就目前而言，沒有任何一個國家能夠確定，什麼材料能夠取代矽用來製取晶片，各個國家也都提出了不同的方案。

那中國為什麼選擇碳基電子呢

從科學角度上來講的話，在性能上矽材料是遠低於碳納米管的，碳納米管的極限運行速度也會比矽材料快5-10倍以上，而在最終的能耗上卻只有矽材料的10%，因此科研人員認為碳基材料是可以替代矽基材料的。

但碳納米管也存在著一個複雜的難題，內部充滿著雜質，這會極大影響功耗以及運行速度，如果不能有效解決的話，在相關使用性上甚至不如矽基材料。而這就是其它國家不研究的主要原因。

為了能夠讓碳基材料存在理論上的可能性，北大的彭練矛教授經過多年的研發，終於攻克了這一大科學難題，他研發了一整套高性能碳納米管CMOS電路的無摻雜製備方法，並且已經實現了5 nm柵長的高性能碳管電晶體的製取。在能耗以及速度上都由於英特爾公司所研發的最新技術。在接近量子力學物理極限之後，也有有望技術推進到3nm以下的技術節點，而這是矽基晶片所沒有辦法達到的。

目前也只有中國在從事對於碳基晶片的研發，所以在相關技術的製備上可以說是全球首創，超越了美國領先了世界，根據研究數據表明，碳基晶片的各項性能表現良好，無論是在數字電路、傳感器件以及光學器件等等領域，都具有更多的應用前景。

碳基晶片能否終結矽基晶片時代，目前我們也沒有一個完整的定論，還需要等待最終的量產，不過至少我們在起步上已經比別人快了，在矽基晶片達到最終的摩爾定律極限之後，也不能再滿足於未來科技的發展需求，所以尋找替代的材料也是刻不容緩，新的方案新的流程也將隨之而來，就看最終誰能把握住這個機會。

目前彭練矛教授都是基於矽基晶片從未涉足的領域去研發，這樣在碳基晶片研發出來以後，我們就能夠擁有一套完整的自主智慧財產權，對於目前所遇到的技術封鎖，也將不復存在，你期待著碳基晶片的誕生，對此你們有什麼看法呢？

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  • 中國「押寶」的碳基晶片，是否能繞過ASML的EUV光刻機？
    所以，千萬別笑華為，華為的確是驕傲，有自己的晶片，也有自己的作業系統。國內為何押寶「碳基晶片」華為幾乎就是國內的希望，一家公司做了所有公司應該做的事，但是中國工程院的倪光南院士就說了：「華為做什麼都可以做好，但是不能什麼都讓華為來做」。
  • 面對美國的晶片攻勢，中國押注碳基晶片，能繞開EUV光刻機嗎
    但碳納米管由於內部充滿雜質，將會失去原本具有運行速度快的優勢，同時還增加電晶體的功耗，相較傳統的矽材料徹底失去競爭力。在技術難題面前，眾多美國企業選擇了放棄。這也標誌著中國碳基晶片已經具備批量化製備的可能性。在晶片革命中處於第一梯隊。
  • 我國碳基晶片的突破需要EUV光刻機嗎？
    碳基晶片是否需要光刻機可以肯定的是，碳基晶片是不需要光刻機的，所以也不會使用光刻膠，要不然彭練矛和張志勇教授花費這麼大精力去研發碳基晶片還要依賴光刻機的話，那麼它的使用價值並不高，畢竟在光刻機的研發上面，我們和ASML的差距還是很大的，那麼想要彎道超車就必須擺脫光刻機的控制。
  • 碳基晶片能替代矽基晶片？彭練矛攻克的技術，真能繞開光刻機嗎
    今天跟大家聊一聊：目前半導體領域新型材料中，呼聲最高的就是碳基晶片了，那碳基晶片是否能夠替代矽基晶片呢，其中存在哪些難點，真的能夠繞開EUV光刻機實現量產嗎？那是否正如業界所傳的那樣，能夠繞開EUV光刻機呢？
  • 光刻機只是掩人耳目?中科院悄悄布局碳基晶片,真被比爾蓋茨猜中
    今天跟大家聊一聊：研發光刻機只是掩人耳目？中科院悄悄布局碳基晶片，還真被比爾蓋茨猜中了。為了解決這樣的問題，前一段時間中科院正式官宣，把光刻機列入了「卡脖子」的名單，並且把它當成了首要攻克的目標，如果能夠製造出國產的光刻機，那麼就能夠改變目前在晶片領域的困境，就在我們期待國產光刻機誕生的時刻，中科院又迎來了一個好消息。
  • 北大「碳基晶片」，真能擺脫ASML光刻機，實現「換道超車」？
    晶圓，經過蝕刻，光刻等工藝，在小小的晶圓上用光刻機的光來生產晶片。經過極其複雜的工序，最終製作出晶片。精度越高的光刻機，越能夠製作出質量好的晶片。可是再繼續往前探索，就可能觸及到晶片的物理極限。哪怕能實現5nm，3nm，可是在這之上的2nm和1nm該如何突破呢？
  • 中國『芯』轉機，不用光刻機的碳基晶片誕生，彎道超車不是夢想
    而我國受到美國的技術封鎖，沒有ASML的頂級光刻機，在晶片的製造工藝上還停留在22nm階段，根本無法參與難度較高的晶片製造。沒有光刻機無法製造出高端晶片，面對壟斷聰明的中國人選擇在製造材料上下手，繞過沒有光刻機的窘境。於是碳基晶片誕生了，一種不用光刻機就能製造的晶片。傳統矽基晶片的製造過程頗為複雜，經過拋光、光刻、蝕刻、離子注入等工藝……整個過程是無法離開光刻機和刻蝕機的。
  • 不等光刻機了？碳基晶片取得突破，性能或比矽基晶片強？
    ，那麼雙方也將成立專門的科研小組，一同研發碳基晶片。對於碳基晶片很多人比較陌生，其實碳基晶片其實就是石墨烯晶片。在上世紀50年代開始，科技發展飛速發展，把電晶體、電阻、電容等元件集成在一小塊矽片上，就成行了現有的矽基晶片。
  • 不必再等光刻機？北大碳基晶片技術突破，性能比矽基晶片好10倍
    麒麟1000晶片之所以能成為世界上最先進的晶片，最重要的一點就是麒麟1000晶片處理器都是採用臺積電5nm工藝代工生產的。目前除了臺積電的5nm工藝技術最為成熟和先進以外，還沒有其他的供應商能夠比得過臺積電。
  • 被寄予厚望的碳基晶片，能否繞開光刻機，實現國產晶片彎道超車
    近段時間被全網討論的碳基晶片被寄予厚望，所謂碳基晶片，就是以碳基材料製作的碳納米電晶體晶片，得益於碳材料更優越的電子特性，這類晶片被業內視為目前矽基晶片的最佳替代品之一。光刻機，讓國產晶片實現彎道超車呢？
  • 碳基晶片是否能取代矽基晶片？是否能助力半導體工業彎道超車？
    作為全球先進的晶片製造商臺積電，在矽基晶片的研發上已經突破到了5nm工藝，並且正在向2nm工藝進發，但2nm之後矽基晶片的工藝似乎遇到了瓶頸。而我國雖然在晶片設計上有所成就，但是在光刻機等製造設備中卻無法突破。兩種情況的趨勢下，全世界科技人員開始了新材料晶片的研發。碳基晶片是否需要光刻機?
  • 光刻機太難，我們換道超車的唯一機會是北大研究的碳基晶片？
    雖然目前北大「碳基晶片」的概念是否只存在於理論，但依然具有重大的意義，在科學界大家都知道基礎理論學科是一切實踐結果的重要鋪墊，碳基晶片採用石墨烯材料，和矽材料相比，製成的碳基晶片能夠提升將近1000倍的性能。
  • 可以不用光刻機？華為正式宣布決定，晶片這條路選對了
    美國制裁中國晶片行業細分到很多個領域，其中光刻機就是其中一項。原本中芯國際已經向ASML了一臺EUV光刻機，但是遲遲沒有到貨，就是因為ASML光刻機使用到了美國的技術。所以這臺光刻機一直都沒有交付，光刻機的重要性不用多說，沒有光刻機一塊晶片都生產不出來。
  • 北大碳基晶片VS 荷蘭EUV光刻機，誰才是笑到最後的王者？
    因為缺少了光刻機，所以華為在目前的道路上步履維艱，每走一步都要耗費大量的資源，為了擺脫這一個困境，無數的科研人員紛紛發力，開始研發新的晶片技術，試圖擺脫光刻機這一個設備的束縛，而碳基晶片就可以說是一個非常有希望的計劃。
  • 矽基晶片製造不指望光刻機，碳基晶片的研製成功展望未來
    在矽基晶片製造方面，華為旗下的海思已經研究出麒麟990 7nm 、麒麟1020 5nm晶片，製造這些晶片需要依靠EUV光刻機才能完成。可是受到國外米國的限制，荷蘭遲遲沒有交付給中芯國際付了高昂費用的7nm EUV光刻機。國內現在中芯國際製造22nm、14nm晶片，7nm及5nm還需要高精度 EUV光刻機才可以進行製造。我國每年晶片的需求在3000億美元，都需要進口。
  • 不需要5nm光刻機？碳基晶片迎來新突破，性能超矽基晶片10倍
    目前華為的晶片不容樂觀，中科院方面卻傳來一個好消息，我們的晶片或許能夠實現彎道超車，碳基晶片迎來了新的突破，碳基晶片也可以稱之石墨烯晶片，該晶片不需要經過光刻機這個流程，所以可以完美地避開光刻機這一個缺陷，並且石墨烯晶片在性能上超過矽基晶片10倍。
  • 北大碳基晶片取得新突破，或將放棄使用光刻機？任正非道出真相
    晶片一直是最近的熱門話題，缺少光刻機，晶片代工被限制，沒有核心工藝，無法生產晶片，種種難題圍繞在了中國的身旁，碳基晶片突然橫空出世，讓許多人鬆了一口氣，但是，碳基晶片真的那麼強嗎？任正非說出了自己的觀點。目前我們所使用的晶片都是採用矽基製成。
  • 不等光刻機了！中國石墨烯晶片迎來突破，性能是矽基晶片的十倍
    但是，在矽基晶片領域，我們想要在短期內追上國外的技術，幾乎是不可能的，因為我們缺少高精度的光刻機，我們必須繞開光刻機的限制，將晶片的基礎材料升級，這個時候一個好消息傳來，那就是傳統矽基晶片在製造過程中已經接近瓶頸，即將達到
  • 不用5nm光刻機也行？碳基晶片技術突破，性能超矽基晶片10倍
    設備的投入就比較固定，最貴的就是光刻機。荷蘭阿斯麥的高端光刻機，一年只生產26臺左右，售價是在1.5億美元左右，加上後期的調試和維護，至少要2億美元。光刻機的主要作用就是「顯影」，像華為這種晶片設計公司設計好晶片好，將「底片」拿給臺積電等公司。
  • 北大碳基晶片真能換道超車嗎？華為任正非說出實情
    ，誰也不知道是否有可行性，能不能用別的材料製作晶片。光刻機嗎？光刻機掌握在ASML手中，ASML光刻機有美國的技術，我國想要自研出集合幾十個國家技術，幾萬個零部件的高端光刻機是不可能的。一臺光刻機的背後，每一個零部件都是一條生產線，企業的最高技術集成。