台積電突破1nm晶元，運用新材料實現超車？我國掌握著75%新材料

5月18日，台積電突然宣布已突破1納米晶元，再次將三星甩在了身後，但是作為全球晶元代工的龍頭企業，台積電一定沒有想到，這次的未雨綢繆，卻提高了我國半導體行業的地位，熊貓君也好奇，這究竟是怎麼一回事。

大家都知道，每個晶元都是由無數個小晶體管組成的，晶元的製程越小，晶體管也就越小，容納的晶體管數量就會越多，對於手機來說，晶元的製程越小，電阻也會隨之變小，那手機的耗能就會更低，這個時候，晶元工作時所產生的的熱量也會變小，這樣一來手機就會更省電，如今台積電突破1納米的製程，對於消費者來說，好處自然是不言而喻，只是台積電究竟是怎麼做到的。

晶元製造工藝是非常複雜的，涉及到的工序也特別多，再加上納米級的工藝非常的精細，想要突破5納米以下工藝，並不是一件容易的事，雖然硅為很多半導體企業，都提供了主要原料，但是當晶元的製程工藝發展到5納米時，用來容納晶體管的晶元容量，將會達到極限，而台積電這次突破1納米工藝，是因為他們找到了新材料，那就是鉍金屬，有了這個重要材料，就能增強電流能力，有效地降低電阻，大幅提升晶元的容量，讓晶元的性能再次得到提升，但是有句話叫做風水輪流轉，此前台積電對華為斷供，這次卻提高了我國在晶元領域的地位，至於為何會有這種言論，其實是因為我國掌控了鉍金屬的命脈。

熊貓君發現在全球的鉍金屬儲量數據中，全球總量為32萬，而我國的儲量就有24萬，直接佔據了全球75%的儲量，直接成為了1納米晶元製程的原料大國，這得天獨厚的資源，可以說是老天爺賞飯吃，作為一個地大物博的國家，我國的礦產資源一直非常豐富，有相關數據顯示，我國近兩年的鉍礦產量一直位居第一，能帶來多少好處，相信大家已經不言而喻了，除了對台積電產生的作用以外，鉍金屬對硅晶元來說，更是一個長足的進步，據熊貓君了解，現在鉍金屬的生產分為兩個流程，一個是台積電的沉積製程，一個是台大科技團隊的氦離子束微影系統，但是對他們來說，原材料的來源依舊是個問題，所以這對於大陸來說，是一個不可多得的機會，只要1納米晶元一旦量產，鉍金屬一定會成為各國爭搶的對象，到了那時，作為原材料的產量大國，我國的半導體地位就會隨之提高，但是我們依舊不能忽視，台積電的這次重大突破。

說到半導體行業的發展，不得不提的就是摩爾定律，這是世界上公認的半導體產業規則，但是在一年半之前，竟有人提出摩爾定律將失效的預言，還認為未來硅晶元的規格，將無法繼續滿足1納米的製程工藝，只是讓熊貓君意外的是，雖然晶元產業一直在快速發展，但是摩爾定律竟然只維持了半個世紀，從1965年開始到之後的45年里，集成電路可容納的晶體管數量，每隔一到兩年，就會增加到原來的一倍，性能也在大幅度提升，但是從2013年開始，全球半導體技術的發展，就已經開始放緩，從2013年年底開始，晶體管數量的密度，就開始以每三年增長一倍的速度發展，為了讓大家更清楚地了解，接下來熊貓君就介紹一下，納米晶元的發展歷程。

其實21世紀初的時候，晶元的製程工藝還是130納米，只不過當時大家對納米還不了解，並不知道奔騰3處理器使用的，是130納米的晶元，直到2004年90納米出現後，奔騰4才緊跟步伐，之前無法突破的電腦性能，也因此得到了提升，半導體產業也開始初具規模，英特爾 IBM 台積電的那麼多個企業，都爭先恐後地掌握了90納米製程，從此走在了時代的前列，但這是半導體產業並沒有分出等級。

在之後的幾年裡，納米晶元的數字越來越小，消費者買到的手機和智能設備，也越來越先進，各大企業也都開始暗自較勁，在22納米晶元問世後，還有很多企業都能達到，但是當14納米製程工藝出現後，聯電就開始力不從心，漸漸地落後直到消失在競爭行列，好不容易到了10納米，一直遙遙領先的英特爾，卻被工藝壁壘堵在了門外，雖然最後生產出了10納米晶元，但卻無法應用到高端設備上，這個時候 台積電奮起直追。

在2018年實現了7納米的技術突破，在發展到5納米之後，就只剩下了台積電和三星這兩個企業，但顯然三星是落後於台積電的，因為在今年年初才研發出6納米晶元，而台積電早在兩年前，就已經實現了6納米的量產，2020年實現5納米量產，從此將三星遠遠地甩在了身後，其實熊貓君發現，台積電在攻克3納米時，已經有些力不從心，但是有了鉍金屬，大大地提高了晶體管的數量，再次遙遙領先，只是台積電並沒有想到，全球鉍金屬的儲量，我國就佔了75%，那麼我國能藉此實現彎道超車嗎。

熊貓君覺得，如果台積電要在新的製程工藝上，獲得穩定的原料供應，就會重新考慮與大陸之間的關係，畢竟我國的鉍金屬儲量最高，畢竟有資源就代表著發展的主動權，可以讓我們在短時間內，不再有技術資源方面的後顧之憂，雖然只依靠原材料無法走得長遠，但是我國的晶元產業，一直在爭分奪秒地攻克難題，為了不被卡脖子一直在努力，熊貓君相信國產的半導體產業，一定會有崛起的那一天。