目前7nm處理器已是屈指可數，1nm怕是五年內的極限。

未來會出現什麼新的技術，我們拭目以待。

晶片上是有非常多的元器件整合的，這些元器件是指的MOSFET（金氧半導體場效應電晶體），這個結構主要由源極（source，S），漏極（drain，D），柵極（gate，G），柵極通電流後，源極和漏極能夠導通，這個器件就可以用了，而這個1奈米指的是源極和漏極之間的距離（即AB之間的溝道長度）。

而這個溝道做到28nm的時候會有漏電的問題，在MOSFET的基礎上做了改進，做成了FinFET（鰭式場效應電晶體），將這個溝道做成了三維立體的，就可以解決漏電問題。這樣可以保證能夠有效開關而且不漏電的前提下，縮短源極和漏極之間的距離，這樣就可以做到7奈米，5奈米，3奈米等。而越往下做，電子的量子效應越明顯，所以肯定是會到達物理極限的。那可以往哪些方向走呢？

我們現在用的電子裝置用來做資訊傳遞，資訊儲存的是利用了電子的電荷性質，而電子在透過上圖所說的幾奈米的溝道的時候，是無序的，所以電子之間會互相碰撞，產生熱損耗，導致我們用一段時間電子裝置就會發熱，所以解決這個問題會使得器件往低功耗高效能方向發展，如何做到低功耗呢？可以利用電子的自旋性質，使得電子能夠非常有序且快速的透過溝道，這樣的話能夠降低功耗，提高效能，使得整個晶片效能不斷提升。

首先，我們要知道一臺高階光刻機售價超1億美元，中國造不出來，美國日本也不行！2018年5月，中芯國際曾向荷蘭阿斯麥爾（ASML）訂購了一臺最新型的EUV光刻機，價值高達1.5億美元，原計劃在2019年初交付。 不過，由於美國方面阻擾，這項交易至今才有眉目。

很多朋友說，中國在手機晶片製造的光刻機上被人卡脖子，應發動科學家，象當年研究原子彈的精神來研究製造光刻機，用10年或5年、甚至一兩年就把光刻機搞成，這叫中國速度！是不是被人卡了，斷供了，才會有危機感，在很多事情上，點覺得華人的依賴感很強，連小小的圓珠筆芯頭帽，如不是總理有指示，到現在還會造不出，如果在沒有猶患意識，想趕超世界先進水平，難！

現在交不交貨已經不重要了，一臺EUV遠遠無法滿足需求，即使這一臺真交貨了，後續也不可能再賣給中國，最近42國重新修訂了《瓦森納協議》，它就是為高技術封鎖中國量身定製的，光刻機原理簡單，難在精度，工藝不行，買來了也無法仿製。

荷蘭公司只是個整合商，當然也有強大的技術做支援，也有德國美國頂尖科技的背書。這個不是發生非常大的變革，幾乎追趕不上的事實。這個光刻機太複雜啦，從新研發的幾乎不可能。大家想象一下，麒麟980是頂尖軟體華為工程師，按照頂尖arm設計，使用頂尖光科技，在富士康頂尖7米制程才做出來的。

中國如果能突破光刻機其中的一個重要環節那就算相當了不起了，想造出完整先進的光刻機，實在太難，十年能趕上嗎？我們不得而知，但是，中低端光刻機必須實現中國產，這個觀點比較符合實際。本身晶片技術發展就很快，誰知道未來高階會是什麼樣子？當年的磁帶隨身聽1000大洋一個，mp3出現後瞬間崩塌。不過另闢蹊徑說起來容易，做起來也很難，誰不知道量子技術好，但是人家也在研究，人家的科研氛圍更自由，體制更科學，人才也比你多，除了加倍的付出，也沒什麼辦法。

最後，我認為沒有什麼不可能的，只要用心，華人沒有造不出來的東西，何況人家已經造出來了，分析原理和部件組成不會嗎？華人會另闢蹊徑，我現在在跑，你在飛。我看到你飛了，難道你和我不一樣麼？有一天我比你還會飛，飛的更高更快更穩當，這就是中國!

以後得事，以後再說，因為新技術出來必然會有一個痛而又曲折迂迴的過程，人類的智慧是無限的，必然會突破。聽說有一種量子晶片，只是

個人覺得1nm之後應該還會有0.Xnm的新工藝出現！

發展方向：用石墨烯或碳奈米管等新材料替代矽、提高光刻機解析度或許能實現突破！

1nm工藝確實是當前半導體工藝的光錐和視界，現在沒有人知道1nm之後的半導體工業會發生什麼！但一般情況下，人類都不會在遇到難以逾越的障礙時選擇迴避，而是總能找到解決問題的其他突破口！

其實早在2016年，隸屬美國能源部的勞倫斯伯克利國家實驗室Ali Javey 團隊宣稱突破了物理極限，成功創造1 奈米電晶體。

該實驗室利用二維材料技術用二硫化鉬、碳奈米管和二氧化絕緣體鋯實現了柵極長度1nm的電晶體。該成功公佈在當時《科學》雜誌上。

目前，這一研究還停留在初級階段，畢竟在14nm的製程下，一個模具上就有超過10億個電晶體，而要將電晶體縮小到1nm，大規模量產的困難有些過於巨大。

那如果1nm工藝要達到量產，留給人類還有多少時間呢？在不考慮半代工藝的前提下，半導體工業還有5、3及2nm工藝總計3代的可發展餘地。

現有晶片製造的原材料是矽，也就是我們常說的矽晶片。一塊非常小的晶片實際上整合了數以億計的電晶體，每個晶體可看作是一個可控的電子開關，電晶體由源極、漏極和位於他們之間的柵極所組成，電流從源極流入漏極，柵極則起到控制電流通斷的作用，從而產生0 1數字訊號，在目前的晶片中，連線電晶體源極和漏極的是矽元素。

然而隨著電晶體尺寸的不斷縮小（目前已到5nm），源極和柵極間的溝道也在不斷縮短，當溝道縮短到一定程度的時候，量子隧穿效應就會變得極為容易，換言之，就算是沒有加電壓，源極和漏極都可以認為是互通的，那麼電晶體就失去了本身開關的作用，因此也沒法實現邏輯電路。

那晶片的發展就此結束了嗎？回答是肯定的：絕對不會停止！雖然矽晶片發展到了極限，要想突破這個極限的話，只能靠使用其它材料才代替矽了。例如石墨烯和碳奈米管等！

要想做出更小製程的晶片，不僅要求材料能夠達到這個極限，光刻機的解析度也是一個非常重要的指標。要想提高解析度，基本只能從從光源、孔徑NA和工藝三個方面來考慮。

而目前唯一能做出EUV光刻機的只有荷蘭的ASML。表面上看，ASML雖是一家荷蘭公司，但是在它的背後卻有著歐盟和美國強大力量的支撐，很多的關鍵技術都是由歐盟和美國提供。例如德國提供了特別先進的機械工藝，還有世界級的蔡司鏡頭，美國提供光源，使得ASML公司在光科技術方面突飛猛進的發展。

目前，ASML正在研發下一代EUV光刻機，解析度提升70% ，已逼近1nm極限！

未來雖無法預知，但命運掌握在人類自己手中，極小製程晶片的發展更不會停步，人類總會找到新的突破口！

謝謝邀請。我個人覺得無所謂，全球是個命運共同體，只有大家協作，人類才有未來。沒有那個地方或國家能夠不需要別的地方而獨善的。各方應充分發揮各方的特色，協同進行社會活動。社會就是既分工又協作的。我們不必糾結光刻機的事情，它並不能阻礙中國高階技術的發展，也不影響中華民族崛起，走向偉大復興戰略！

人類和科學的發展，就是不斷追求極限的歷史！

人生沒有極限，科學也沒有極限，人不過是宇宙中的微塵，在宇宙的尺度上，我們在空間和時間佔有的維度很小，我們對世界的瞭解不過是宇宙中的一個小點，無論在宏觀還是微觀，我們還有許多東西不知道。正如科幻小說《三體》中所說：弱小和無知不是生存障礙，傲慢才是。1奈米很小，在微觀世界還很大，向更小的空間探尋，將微觀世界摺疊的維度釋放出來，為人所用，是科學不斷髮現的動力。

晶片的奈米數極限只能是0，不可能是1，所以晶片的奈米數也只能是個無理數，接近零的無限不迴圈小數。晶片的發展方向應該從多層二維結構向立體三維結構發展，光刻機還是有用的，但必須也從二維結構發展到三維結構，刻出類似鏤空並填充的立體三維結構晶片，與奈米管三維晶片形成各自的技術流派。

這是一個非常專業的問題，即使是專業人士也不一定說得清楚。局外人談論這個問題只能是言之無物，不知所云的亂說。不妨從事物的共性和人的認知角度來談論這個問題。

首先，我們必須承認，人的潛能是有限度的。比如，人的眼睛能看到的最小物體是0.1MM，與奈米差5個數量級。要看想到奈米級的東西必須要藉助工具。所以晶片技術到1奈米差不多就是人藉助工具後潛能的極限了。

到那時光刻機應該是淘汰了。

但人類社會的發展，科學技術的進步從來沒有停下來過，也不可能停下來。1奈米的晶片技術，甚至是晶片技術本身，在微電子這一領域也許到頭了，但微電子技術的發展永遠沒有盡頭。總會有相應技術的突破；或許是量子技術，或許是生物技術，或許是我們現在還沒有發現的技術。

人類社會就是在歷次技術革命中，不斷髮展，不斷進步的。鍊鐵技術的突破，帶來了農業的大發展，人口爆炸式的增長，人類進入農業社會；蒸汽機的發明成就了工業革命，讓人類進入了工業社會；計算機技術和網際網路的出現，讓人類進入資訊時代。每一次的技術進步都為人類社會創造了空前的繁榮和突飛猛進的發展。

馬雲曾預言，電子商務會取代傳統實體經濟，當時人們說馬雲是騙子。而今天一部手機可以讓人做到，足不出戶就可以生活下去。

1奈米晶片技術真的到了極限，對中國來說未必是壞事；可以讓我們重新審視微電子技術的發展方向，從而找到新的突破口和切入點，實現彎道超車。如果我們不能突破傳統思維的束縛，跟在別人後面亦步亦趨，步人後塵，就不可能做到超越，也不可能做到領先別人。

感謝邀請，有人說晶片1奈米就是極限了，以後該朝哪個方向發展，光刻機還有用沒有？

回答這樣的問題顯然超過我的認知範疇了，不敢多下結論。但我相信一點，我幾年前好像看過討論5奈米會不會是極限的時候，就已經開始有研究更小的奈米級的晶片了。所以我想科技發展無止境，如果新材料、新技術的出現會不會有0.5奈米或者更低的晶片呢？僅僅幻想一下。至於光刻機我想還會有一定的使用空間的，至少新技術出現之前沒有替代品來更新吧。對於這麼高科技的問題，我僅僅能憑著平時瞭解的來回答，僅供閱讀！

我覺得科學沒有極限，我覺得別說1奈米，以後就是0.1奈米，0.01奈米都可能會出現。科學家們太厲害了，2000年以前我從沒想到過能用上現在這麼先進的智慧手機，我想可能大部分人都沒想到科技會有這麼發達。九幾年擁有一臺486.586電腦大部分家庭都遙不可及的夢想，試問除了真正搞科研，搞設計，還有單位工作沒幹完回家加班的和玩大型遊戲的人，有幾個家庭沒事開啟電腦看看新聞鬥鬥地主？我想國外大片裡演的，汽車天上飛，空中鐵路都不是夢想。

其實現在的晶片是完全夠用的，但是全球各地都卯足了勁向更高的技術發展。但是這需要大量的資金！

根據摩爾第二定律，fab建廠成本每4年翻1倍。以TSMC為例，一座7nm廠造價將近100億刀，5nm廠將近200億刀。那3nm呢？2nm呢？

就說3nm，產品研發和製程實現成本之高，已經到了任何一個10億級使用者以下的市場都消化不了的階段。所以一個足夠大到能養活先進製程產品的市場，才是我們在這場半導體戰爭中的真正底牌。

從中芯國際副總在喜馬拉雅的音訊節目中回答提問來看，光刻機1nm不是絕對的物理技術門檻。目前，採用投影或浸入式技術的光刻都還不行，但世界上已有直寫技術已經能做到1nm了，只是直寫矽片無商用價值，只能製作掩膜版用。

再往後可能會用到碳，比如石墨烯。

再大膽一些，比如量子技術什麼的。

人類已經可以在實驗室早出5nm的node。但是，這是個體力活和運氣活。一個PhD花大量時間才能做出1個。但是做出的100個裡至少有90個都是壞的。

簡單來說，達到7nm理論極限的時候，技術也完全達到極限了。 實驗樣品的質量充滿了隨機性。

儘管目前前景很不明朗，現在還是有大批科學家在鑽研這個課題。

如果我們對單原子內部的性質瞭解的更清楚，我們也可以用一個單原子放在gap中做電子器件。

這種單原子器件的尺寸是0.1nm.

糟糕的是，儘管理論上來講我們可以用量子力學算出任意一種單原子的電子雲分佈，計算出所有理化性質，但是實際上，可以用來做器件的原子都太複雜了，我們解不了那個薛定諤方程。

所以大家更傾向於用blockade等等量子效應來描述單原子的導電特性。

這些工作還在進行中。理論上的，我們至少還可以達到用單原子電子器件的尺度0.1nm，我們在實驗室裡偶爾能製備出這種單原子器件，但是溫度得在零下100多度，而且失敗率太高。

至於能不能用原子內部的原子核作為電子器件就要看未來我們能否得到可靠理論描述原子核的導電性質了。

所以說，現在的技術極限差不多是5nm的兩級，但是用新的理論上達到0.5nm尺寸也完全可能。

未來還會不會有更好的理論可以搞定亞原子級別的電子器件我們並不知道。

我們如果把思維停留在當下晶片架構裡，是沒有提升空間的。就像比馬更快的是汽車，比汽車更快的是高鐵，比高鐵更快的是飛機，比飛機更快的是火箭。比現在晶片更快的應該不是晶片。

我們要知道一臺高階光刻機售價都超1億美元，中國造不出來，美國日本也造不出，2018年5月，中芯國際曾向荷蘭阿斯麥爾公司訂購了一臺最新型的EUV光刻機，價值達1.5億美元，原計劃在2019年初交付，不過在美國多方面阻擾，這項交易至今才有希望。中國在手機晶片半導體等製造的光刻機上被老美卡脖子，應發動科學家人才，像當年研究原子彈精神來研發製造光刻機，用最短的時間就把光刻機研發出來，這才叫中國速度！是不是被人卡了，斷供不賣了，才有危機感，在很多事情上覺得華人的依賴很強，其實只要我們團結一致共同努力在國家大力支援下肯定可以造出先進的高科技產品如光刻機等。

但是現在交不交貨已經不重要了，一臺EUV遠遠無法滿足需求，即使這一臺真交貨了，後續也不可能再賣給中國，最近42國重新修訂了《瓦森納協議》，它就是為高技術封鎖中國量身定製的，光刻機原理簡單，難在精度，工藝不行，買來了也無法仿製。

荷蘭公司只是個整合商，當然也有強大的技術做支援，也有德國美國頂尖科技的背書。這個不是發生非常大的變革，幾乎追趕不上的事實。這個光刻機太複雜啦，從新研發的幾乎不可能。大家想象一下，麒麟980是頂尖軟體華為工程師，按照頂尖arm設計，使用頂尖光科技，在富士康頂尖7米制程才做出來的。

中國如果能突破光刻機其中的一個重要環節那就算相當了不起了，想造出先進的光刻機，實在太難，五年能趕不能趕上嗎？我們不得而知，但是中低端光刻機必須實現中中國產自主化，這個比較符合實際。本身晶片技術發展就很快不過另闢蹊徑說起來容易，做起來也很難，誰不知道量子技術好，但是人家也在研究，人家的科研氛圍更自由，人才也比你多，我們年輕人不應該花大價錢去追星，應該除了加倍的努力付出，去把錢和精力來研究高科技高尖端技術，我們會更大更強。

我認為我們中國沒有什麼不可能的，只要專心用心，大力發展經濟華人沒有造不出來的東西，何況人家已經造出來了，分析原理和部件組成不會嗎？華人會另闢蹊徑，老美一戰二戰時航母、戰鬥機等等高科技術的戰鬥力量，我們現在在社會主義國家不是從無到有了嗎，難道我們大中國現在不一樣麼？這就是中國!強大的中國！

晶片奈米極限

在到達5nm的製程極限之後,CPU要怎麼繼續發展?

也許發展到特定高的工藝製程之後，CPU的發展方向朝架構進化方面改進，而不是再一味強調製程方面的提升了。

大概10年前奔騰4的時代,CPU的核心頻率就到瓶頸了,10年來幾乎沒有再提升,那時候還有人擔心頻率到達極限了CPU就發展不下去呢…… 但這10年裡CPU效能提升了幾十倍。頻率和製程都是簡單的指標,很多人只知道這兩項指標。但實際上CPU的效能提升主要依靠邏輯設計的改進,工藝改進反而是次要的。而單從工藝上說,製程也不是唯一改進的地方,例如2011年Intel開始應用“3D電晶體”生產CPU,讓CPU功耗下降了一半。而去年中國團隊在實驗中發現了量子反常霍爾效應,讓晶片工藝發展有了一個新方向。

請問摩爾定律的極限是什麼呀？CPU變到多少奈米時才是摩爾定律的極限？

摩爾定律沒有極限。至少在現在還是在發揮他的作用。

樓主啊，你還沒明白我的意思嗎？沒有極限，不管工藝怎麼樣，摩爾定律一直在發揮作用。。

那個時候恐怕都沒用晶體管了。但是至少現在無法預料以後的東西。。。

為什麼晶片5nm是極限

.。。因為 目前的晶片工作的模式還是經典邏輯電路。

當製程小於5nm, 量子效應占主導地位。譬如量子遂穿，測不準，糾纏，經典邏輯就工作不了了

晶片的製造工藝常常用90nm、65nm、40nm、28nm、22nm、14nm來表示，比如Intel最新的六代酷睿系列CPU就採用Intel自家的14nm製造工藝。

現在的CPU內集成了以億為單位的電晶體，這種電晶體由源極、漏極和位於他們之間的柵極所組成，電流從源極流入漏極，柵極則起到控制電流通斷的作用。

所謂的XX nm其實指的是，CPU上形成的互補氧化物金屬半導體場效應電晶體柵極的寬度，也被稱為柵長。

柵長越短，則可以在相同尺寸的矽片上整合更多的電晶體——Intel曾經宣稱將柵長從130nm減小到90nm時，電晶體所佔面積將減小一半；在晶片電晶體整合度相當的情況下，使用更先進的製造工藝，晶片的面積和功耗就越小，成本也越低。

柵長可以分為光刻柵長和實際柵長，其中光刻柵長是由光刻技術所決定的。

由於在光刻中光存在衍射現象以及晶片製造中還要經歷離子注入、蝕刻、等離子沖洗、熱處理等步驟，因此會導致光刻柵長和實際柵長不一致的情況。

另外，同樣的製程工藝下，實際柵長也會不一樣，比如雖然三星也推出了14nm製程工藝的晶片，但其晶片的實際柵長和Intel的14nm製程晶片的實際柵長依然有一定差距。

碳奈米管和近年來非常火爆的石墨烯有一定聯絡，零維富勒烯、一維碳奈米管、二維石墨烯都屬於碳奈米材料家族，並且彼此之間滿足一定條件後可以在形式上轉化。

碳奈米管是一種具有特殊結構的一維材料，它的徑向尺寸可達到奈米級，軸向尺寸為微米級，管的兩端一般都封口，因此它有很大的強度，同時巨大的長徑比有望使其製作成韌性極好的碳纖維。

碳奈米管和石墨烯在電學和力學等方面有著相似的性質，有較好的導電性、力學效能和導熱性，這使碳奈米管複合材料在超級電容器、太陽能電池、顯示器、生物檢測、燃料電池等方面有著良好的應用前景。

此外，摻雜一些改性劑的碳奈米管複合材料也受到人們的廣泛關注，例如在石墨烯/碳奈米管複合電極上新增CdTe量子點製作光電開關、摻雜金屬顆粒製作場致發射裝置。

不過這一技術成果僅僅處於實驗室技術突破的階段，目前還沒有商業化量產的能力。

也許以後會透過批次原子操作技術來實現晶片製造，這個尺度的漏電流可能會比較嚴重，所以可能並不會採用現在這種設計思路，可能會製造除電路以外的電子通道，或者利用量子效應來解決。光刻機可能並不能繼續應付這樣的工作了，以後也許會淘汰，但是這個製程估計很久才能夠達到。

科技發展沒有極限，沒有頂端，沒有最高，只有更高，永無止境。以後量子晶片就是發展方向，光刻機可能就沒有用了。