科技的快速發展,催生出了5G、AI、雲計算、物聯網等多種行業,行業雖不同,但都需要晶片作為核心驅動。要知道,晶片行業是一個非常龐大的產業鏈,其中包含設計企業、製造企業和晶片製造核心設備的生產企業,西方對國產晶片的卡脖子,讓光刻機成了業內比較受關注的話題。
光刻機是晶片製造過程中最為核心的設備,直接影響到了晶片的製造工藝,工藝越先進,同等面積下的晶片越能集成更多的電晶體,電晶體數量決定著晶片的性能及功耗的控制。想要實現更先進的晶片工藝,就需要更高端的光刻機,而在這方面,荷蘭光刻機巨頭AMSL是全球光刻機領域金字塔最頂端的企業。
近日,與ASML一直合作研發EUV光刻技術的歐洲微電子研究中心IMEC表示,ASML已經完成了高NA EUV曝光系統的基本設計(NA=0.55),也就是1nm的光刻設備,預計在2022年實現商業化。作為ASML最大的客戶,為搶佔先機,臺積電正式宣布進軍1nm。不少網友紛紛表示,沒想到這麼快。
因為摩爾定律的緣故,1nm之後晶片製造技術很可能會陷入物理瓶頸,不少網友會產生這樣的疑慮,晶片工藝要捅到天花板了嗎?雖然歐洲微電子表示將會繼續研發亞1nm級的光刻機,製造可持續發展的微處理器。但當晶片進入亞1nm後,晶片的研發投入將會成指數增長,同時良品率也將難以提升,生產出來的晶片將不具備市場推廣價值。
想要研發性能更強的晶片,需要尋找全新的晶片製造技術才是最高效的途徑。而在這方面,我國早已開始布局!
傳統的晶片,不管是5nm、3nm、2nm還是1nm,都是基於矽基材料,再往後發展,就是另一個時代,碳基晶片時代。
所謂的碳基晶片,與矽基晶片最大的不同就是製造晶片所使用的材料不一樣,這也導致碳基晶片具備矽基晶片所不具備的特性。比如用石墨烯做成碳納米管,再用碳納米管做成電晶體,它的電子遷移率可以達到矽的1000倍。除此之外,碳納米管理的電子活動更自由,不容易發熱。這就導致同樣工藝的碳基晶片是矽基晶片性能的10倍,功耗也更優秀。
而製造碳基晶片最核心環節並不是高端EUV光刻機,而是製造碳基晶片的基礎材料。在這方面,我國早有布局。要知道,中國石墨烯綜合發展實力連續五年穩居世界榜首,不管是創新實踐還是產業布局,我國均走在了世界最前列。今年10月,中科院上海微系統所科研團隊推出了國產8英寸石墨烯單晶晶圓,不管尺寸還是質量,我國均處於世界領跑水平,並已經實現了小批量產。
相信未來幾年,我國在晶片製造領域,我國完全有實力實現彎道超車。如果喜歡我的文章,歡迎「長按三連」!