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在經濟全球化的今天,半導體領域分工越來越明顯,自英特爾之後,晶片的製造和設計基本就完全分開了。這樣的好處是,單一經濟體可以減少壓力,能在特定的行業快速發展,讓工藝更加先進。比如晶片設計方面,華為海思的麒麟9000晶片、高通的驍龍888、三星的Exynos,都是5nm級別,而代工方面有臺積電、聯發科等製造廠,同樣達到了匹配5nm晶片的工藝水平。

國內芯源的方向

這樣的分工雖然優勢很明顯,但缺點是會造成嚴重的偏科現象,尤其是這兩年我們面對美國技術打壓的時候,華為旗下的海思雖然擁有最頂尖的晶片設計水平,但國內卻沒有相應的代工製造企業。一紙晶片禁令,我們便陷入了斷供“危機”。

晶片基礎製造的薄弱,一方面是由於我國在半導體領域起步較晚,另一方面是美國卡著荷蘭的ASML,限制出口給我們能量產5nm晶片的EUV光刻機。

為了打破壟斷,解決晶片危機,“國家隊”跑步入場,最高科研機構中科院宣佈將光刻核心技術列入科研清單,以解決芯源問題,同時完善中國基礎科技產業鏈。

然而臺積電創始人張忠謀卻潑來冷水,他表示:“即便舉國之力也難造出EUV光刻機,因為除了技術限制之外,光刻裝置還包含了多個國家最先進零配件,比如瑞士的數控機床、德國的蔡司光源,尤其是美國的EDA軟體,這些都是無法逾越的屏障。”

雖然有點長他人志氣滅自己威風,不過事實的確如此,不少專家都認為光刻裝置的自研難度不亞於原子彈。

中科院正式宣佈

然而,最近中科院宣佈了一項新科研成果,讓那些不好看的專家和美國都始料未及。

這項技術突破預示著,我們繞開了美國擺下的光刻陷阱,以新型的半導體原材料,製造出能更好的碳基晶片,以解決國內的芯源問題。

值得強調的是,傳統的矽基晶片在5nm、3nm工藝水平層次已經逼近了物理極限,臺積電的試產資料顯示,工藝越精細,晶片的良品率就越低,甚至晶片上的積體電路穩定性也會崩壞。目前5nm良品率大概在90%,而3nm僅有70%,矽基晶片已無進一步挖掘的潛力了,非要繼續,只能是徒耗人力、物力。

面對這種情況,各國都在尋求新型半導體材料,以代替後矽時代頂到天花板的矽基晶片。此次中科院研發的石墨烯晶圓正是全球夢寐以求的新型材料。

寫在最後

這是美國最不想看到的事情,本以為可以讓我們的科研方向逼到他們已經掌握的光刻機上,以拖緩我們的發展步伐。卻不想連番大棒下來,非但沒討到好處,還讓中國佔據了未來主流市場的先發地位。

據統計,近兩年我國的石墨烯年產值已超過300噸,在技術和體量都全球領先的前提下,相信隨著碳基晶片製造工藝的完善,成為碳時代的規則制定者,也並非沒有可能。

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