中科院官宣:突破顶级技术,中国再不需要光刻机了!

二十世纪是硅的时代,因为硅是一种优秀的半导体材料,可以用来生产高科技的基础材料—芯片。全世界各大科技公司和国家都想掌握顶尖的硅基材料和芯片技术。不过虽然硅这种物质很常见,但是想要制备硅基芯片却是国际顶尖技术。

目前全球能生产芯片的厂商屈指可数,而能够达到顶级纳米数量级的只有那么几家而已。这其中台积电和三星是最具有代表性的。我国从上世纪开始了对于硅基芯片的研究,但直到现在也没有取得顶尖技术成果。这其中的关键就是光刻机技术。硅基芯片和光刻机之间是相互依存的关系,没有光刻机就无法制出芯片,而没有硅基芯片光刻机也没有意义了。台积电和三星之所以能够成为全球最大的两个芯片代工厂就是因为拥有多台ASML的EUV光刻机。

ASML是全球具有垄断地位的半导体制造设备光刻机的公司。目前最先进的光刻机制备工艺已经达到2纳米,什么概念呢?就是相当于在一架飞机上有一粒米,另一架飞机不仅要全程保持完全一致的速度向前飞,而且还要伸出一把刀,在米粒上刻字。那刻的是什么呢?在0.1mm*0.1mm基底上,刻100多万字的《三国演义》全集。一辆汽车大概有5000个零件,而一台光刻机上的零件有10万个。光刻机在调试过程中,如果恰巧有一辆地铁在一里外经过所产生的“震动”都可能导致设备集体失灵,光刻机集合了目前全人类最尖端的技术。但是由于美国的影响和《瓦森纳协议》协议,ASML并不能自由地向中国出口高端光刻机。正因如此,中国国内的芯片技术才一直无法取得突破。不过随着科技的进步,硅基芯片的工艺制程在达到2纳米之后也快要达到极限了,到时候新的半导体材料就会出现。

近日中科院官宣,在国际石墨烯创新大会上中科院公布了最新的研究成果:中国超平铜镍合金单晶晶圆8英寸石墨烯单晶晶圆!中科院还对该晶圆进行了全方位的展示,无论是性能还是尺寸都远远领先于同类产品。晶圆是生产芯片的前提,中科院石墨烯晶圆的登场就意味着国内的碳基芯片迎来了重大突破。碳基芯片比硅基芯片无论是稳定性还是性能都有过之而无不及。更重要的是碳基芯片的制备难度并不是很高而且不依赖于光刻机。中国将在芯片领域实现又一弯道超车。

比尔盖茨在美国制定芯片规则之后他明确表示了反对,认为此举不会给美国企业带来任何好处,反而会促进中国芯片业的崛起。虽然国产芯片一直以受到国外的堵截和打压,但是有压力也有动力。中国在石墨烯领域申请专利总数全球第一,石墨烯年产已经突破300吨,这意味着石墨烯“量少价高”的瓶颈已经被中国人突破!石墨烯纳米晶体管电子迁移率更快、活动更自由,同样的工艺碳基芯片的性能是传统硅基芯片的10倍。这意味着国内现有技术就能制造出尖端碳基芯片,将不再不要ASML的光刻机了。

8英寸石墨烯晶圆的亮相也代表着国内的芯片产业寻找到了另外一个破冰发展的方向,只要继续努力,我们就一定能完成“换道超车”,而中国芯片的崛起也将指日可待!

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