國產光子芯片生產線籌備
全球第一顆芯片誕生於1947年,人類成功製造出了晶體管,將信息,數據等融入到芯片集成電路中。此後科學家,研究學者沿着這條路一直走下去,探索出微電子處理器,在不斷優化材料,技術之後,芯片的性能也在不斷得到提升。
製程從微米發展到納米,並且在納米的製程範圍內接連突破90nm、28nm、14nm、7nm、5nm等製程。
甚至台積電,三星這兩大巨頭已經在5nm以下的製程取得重大突破,今年內二者都在朝着3nm的方向前行,不僅如此,2025年還會量產2nm芯片。
這些芯片進程一路走來歷經了半個世紀,製程性能在變,但不變的是主流的材料依然是硅。這是人類探索出的第一代半導體材料,市面上幾乎所有的芯片都是由硅製成,並統稱為電子芯片。
電子芯片的優勢很明顯,產業鏈成熟,性能穩定。不過電子芯片對半導體設備,製造技術的要求也非常高,全球能造出7nm及以下芯片的廠商只有台積電和三星,高端芯片製造市場僅掌握在少數巨頭手中。
而且電子芯片正在面臨摩爾定律極限的問題,一旦無法突破極限,電子芯片的製程可能就走到頭了。所以挖掘新的芯片材料,工藝技術顯得至關重要。
業內有嘗試過用石墨烯作為芯片材料,然後製成碳基芯片,但目前尚未形成完整的產業鏈。而使用磷化銦,砷化鎵等第二代半導體材料可以製成光子芯片。
對許多人來說,光子芯片是比較陌生的產物,其實半導體行業早就開展相關研究,國內也在產業鏈方面傳來了好消息。根據媒體消息顯示,國內首條多材料,跨尺寸的光子芯片生產線已經在籌備當中,即將開工建成,預計在2023年建成。
什麼是光子芯片呢?其實所謂的光子芯片就是以第二代半導體材料為主製成的器件,它可以用於通信、數據中心、醫療等領域。相比於電子芯片,光子芯片的優勢體現在運算速度快,大約是電子芯片的1000倍。
同時光子芯片的製造門檻較低,不需要用上頂級的EUV光刻機也能造出高性能的電子芯片,這意味着國內想要打造完整的光子芯片產業鏈並非不可能。
國內已經在籌備光子芯片的生產線了,相關的工作準備就緒,只待產線建成投入光子芯片晶圓量產了。當然,具體的進程還需要以實際為主,但相信邁出了第一步之後就會有第二步。
光子芯片能否彎道超車?
電子芯片形成了千億美元產值的市場規模,一時半會是不可能撼動的。而且電子芯片背後的產業鏈也不可能輕易被取代,畢竟用高端EUV光刻機製造高端芯片已經成為最好的路徑。
不過前面提到高端芯片掌握在少數巨頭手中,如果他們不提供芯片供貨,代工服務,結果顯而易見,所以多一條路就多一些機會。
既然光子芯片有較為出色的性能運算表現,能否實現彎道超車呢?這或許就要看光子芯片的應用領域和產業價值了。
光子芯片的應用領域是非常廣的,在工業、消費電子、汽車等等都有應用潛力,具體還能細分到汽車自動駕駛,VR/AR和語音識別等等。由此可見,光子芯片具有廣闊的市場應用前景,如果能將光子芯片覆蓋到生活中的各個角落,的確有條件滿足需求。
而產業價值方面,需要攻克一系列的核心技術,從基礎工藝到製造設備都得跟上產業發展的步伐。只是光子芯片尚未形成龐大的產值,所以相關的入局者較少。
目前還不能過早下定結論光子芯片的產業價值幾何,不過從光子芯片的關注度來看,未來的市場狀況會發生改善。
需要知道的是,光子芯片並不是電子芯片的替代品,二者的關係也不是競爭關係,因為光子芯片器件有時也需要搭載至電子芯片設備中,通過融合搭配的方式,讓終端設施取得更好的性能突破。
至於能不能將光子芯片獨立成全新的產業鏈,就得看將來的發展走向了。
寫在最後
電子芯片發展了半個世紀,形成千億美元的產值,而光子芯片尚且處於產業鏈起步階段。國內首條的光子芯片會在明年建成,也許等生產線建成之後,產業鏈也會得到完善。期待國內能在光子芯片領域取得更大的進展。
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