沒光刻機也能造晶元?中國芯傳來捷報,中科院成最大功臣

2021年01月21日17:36:03 科學 1381

在晶元領域我們已經發展多年,華為海思,紫光集團,中芯國際以及長江存儲等等多家半導體企業為中國的晶元助力成長,並且提高了我國國內晶元供應鏈體系自助化,這是不一樣的,是這些半導體企業都是基於傳統硅技術所展開研發的。

摩爾定律即將失效?

傳統的材料是以硅為原材料的,從沙子中提取最高純度的硅材,將硅製作成為晶圓矽片,之後再送去晶圓製造廠,將其加工成為晶元集成電路。最後經過一系列的封裝測試等等,再將晶元搭載到電子設備之上,這就是一片晶元一生的命運。

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也就是說這些流程的源頭是硅,可是如今先進的硅技術掌握在國外企業手中,光刻機,材料以及零部件等等,我們都特別依賴於國外企業,這就使得在全球範圍內,以及我國產業鏈之中沒有辦法離開國外的技術,如果說不使用硅的話,那麼就需要重新去尋找晶元製造材料。那如果真的是這樣的話,是不是就能夠重新塑造產業鏈?完全不含有對方技術呢。

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石墨烯晶圓晶元

比如說前段時間中科院突破的石墨烯關鍵技術,石墨烯作為製造晶元的材料能夠加工成碳基晶元,理論上來看的話,同等製程性能比起傳統硅基晶元要強十倍。而目前中科院已經突破了關鍵技術,並且成功亮相了八英寸石墨烯晶圓。這對於我們來講絕對是一個天大的好消息。

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我們都知道傳統的硅晶元發展是嚴格按照摩爾定律來的,如今最先進位程的晶元是由台積電所生產的5納米晶元,而3納米以及2納米也在不斷研發之中,這就代表著晶元的發展規律已經無限接近摩爾定律的極限。那麼在摩爾定律達到極限之後,晶元將會何去何從將會成為一個問題。

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而現在的硅基晶元都是需要光刻機來製造的,5納米晶元是需要極紫外光,也就是我們所說的EUV光刻機才能夠製造,也是先進位程的晶元,對於光刻機的需求就越大,但以國產光刻機 的水準,想要達到EUV的水準還是比較困難的。需要在光刻機領域之上完成完全的國產化任務,就花費幾十年甚至更多的時間,要知道國外當初就是花了幾十年時間才研究出這種EUV光刻機。

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如果說將幾十年時間都花費在光刻機上,到最後還是不能夠研發出這種EUV光刻機,那麼對於我們來講將會是一種巨大的損失。但如今石墨烯,晶圓的兩項給我們帶來了一些希望。這種石墨烯晶圓對於光刻機沒有太多的要求,未來外界認為是不需要光刻機也能夠製造出來的晶元。

沒有光刻機也能製造晶元?

不過就目前晶元市場的本質來看一下,離開光刻機製造晶元還是比較困難的。但如果碳基晶元真的能夠達到理論上與同等製程硅級晶元十倍的性能,那麼DUV光刻機所造出來的晶元就能夠取代EUV所造出來的晶元。

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而我們在DUV光刻機上,還是能夠取得一定突破的,在十幾年的發展之中,我們並不是沒有自己的成就,從而2020年開始到現在中國芯片頻繁傳來捷報,而此次中科院傳來好消息,讓人興奮不已。

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除了中科院之外,還有很多值得振奮人心的好消息,比如天數智晶元自研了7納米 GPGPU訓練晶元,大族激光自研的光刻機已經實現小批量出售,西湖大學研究出冰刻三維微納加工技術,以及華為海思自研了GB獨顯晶元等等。

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這一切的一切都證明著中國晶元在不斷地取得進步,即便是在光刻機領域,值班費科院也早就已經宣布要入局。如果說我們將來真的能夠利用這種石墨烯晶圓晶元擺脫對於國外光刻機的束縛,那麼在將來的發展之中,我們一定能夠取得先機。晶元行業發展了幾十年,在技術上一直都有值得我們學習的地方,而中國的晶元一直在朝著自研的方向發展。即便目前我們前面危險重重,但相信有這些優秀的國產企業存在,即便是再大的難題我們也能夠迎刃而解,此次中科院可以說是我們最大的功臣了。

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