新闻 发表于 2021-2-1 11:39

中国芯弯道超车,北大科研团队突破新材料,造芯无需光刻机

作者:科技小笛



华为5G敲开了中国通信领域走向世界的大门,曾经的霸主美国不再是一家独大,然而在基础技术方面,起步较晚的我们非常薄弱,尤其是芯片方面的落后,让对手有了可乘之机。
我国芯片自主路上最大的拦路虎“光刻机”

之所以高端芯片会被断供,除了我国芯片制造技术不够先进之外,缺少核心的EUV光刻机设备是更重要的原因。



全球最先进的光刻巨头是荷兰的ASML,但却含有20%以上的美科技与美企提供的零配件,在美国方面的出口限制之下,加上ASML的产能不足,我们想进口一台EUV光刻机基本是不可能的事情。

这意味着,如果想要实现芯片自主,我们就必须突破或者绕开光刻设备这个“拦路虎”。值得一提的是,以光刻设备为核心的传统硅基领域,工艺即将顶到天花板,也就是物理极限,以5nm工艺为分水岭,想再进一步便会很难。



台积电是全球最先进的芯片代工巨头,3nm工艺的开发早已完成,但始终不能量产,就是因为良品率不能保证。

面对这样的情况,全球各地的科研机构都在寻求新型半导体材料或者下一代芯片,用以代替开发到极致的硅基芯片。



或许加强传统芯片的基础技术是正确的选择,但是在后硅时代,如果不在新型半导体材料下功夫,我们就将会一直处于跟跑的状态,正如工程院士张钹教授所说:中国芯需要选择新的灯塔、新的航道。
碳时代,我们实现领先

我国芯片产业正是把握着传统和创新两条路在走。前段时间,中科院宣布开发完成石墨烯晶圆就是我国在芯片领域的创新成果。



硅时代之后便是碳时代,石墨烯晶圆是碳基芯片的原材料,中科院研发的8英寸石墨烯晶圆不管是在尺寸或者性能上,都是全球最先进的,这项成果揭开了芯片产业的新时代。但是,距离替代硅芯片、实现商用,还需要有后续的研发。

不过,好消息来得很快。近日,彭练矛教授带领的北京大学科研团队在以石墨烯为基础的碳基领域取得了突破,掌握了整套碳基CMOS集成电路无掺杂制备技术,同时还制作出了栅长工艺精准到5nm的碳晶体管。



这堪称是一项中国式的“奇迹”,要知道在碳基领域,全球很多科研机构都已研发多年,只有我国的科研团队达到了如此高度,迈出了生产碳基芯片非常关键的一步。

碳基芯片与硅基芯片有着本质的区别,制造工艺自然也不相同,光刻机不再是必须设备。

在传统硅基领域,我们落后是不争的事实,如果想迎头赶上或许还有很长的路要走,但是在即将到来的碳时代,我们的科研人员与企业已经准备好了。



写在最后

这几年的科技博弈,国产企业已经深切地体会到了基础科技创新的重要性。我国在半导体方面的年进口值已经超过了3千万,西方某些国家一边以高利润赚着我们的钱,一边又以技术打压的形式来限制我国高科技的发展,不得不说,落后的代价实在是太大了。不过随着我国碳基技术的不断发展,这种局面将被彻底改写。

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Sky23 发表于 2021-2-1 20:04

太好了!
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