国产芯片有望弯道超车?美韩死磕2nm,国内却押注这一技术


说句不算夸大的话,芯片是21世纪的全球养料,没有芯片的话,生活是个啥样子简直无法想象。
随着高新技术产业的蓬勃发展,市场对于芯片的需求量也急速上升,供需关系的不对等导致了“全球缺芯”的局面。

但是,芯片的关键技术还是欧美企业手里攥着,我们处处受到牵制,处处受气,被人卡脖子的感觉一点都不爽。
最近,在先进制程上,美国宣布要和日本联合死磕2nm了,但是,我们国内现在还只有28nm可以不受限制的批量生产,14nm虽然也能量产了但是由于涉及美技术,实际应用受到了很大的限制。
此外,美IBM公司也公开宣称,将会首发2nm芯片技术;英特尔要高调宣布要进军2nm。
哎,咱跟人家的差距还很大啊,就眼睁睁看人家继续领先拿捏咱吗?石墨烯芯片成为新的突破口
这些年,芯片加工的工艺制程不断进步,但随着芯片技术的迭代,到达7nm节点之后,再要往前进一点面临的都是几十甚至上百倍的困难。目前芯片的制程工艺来到了3nm、 2nm已经逼近物理临界点,想要实现突破,继续在最先进制程上死磕其实已经没有多大的意义了。
在这种情况下,寻找新的材料取代传统的硅基芯片,成了人们追逐的热点:谁能最先找到并取得进展,谁就能在未来的发展中拥有更多的话语权。
这对我们来说无疑是一个机会。只有找到新的突破口,才能实现弯道超车。

在不断地实验、试错过程中,我们发现石墨烯材料就是一种可以替代硅基芯片的完美材料。
在今年召开的IEEE国际芯片导线技术会议中,imec所提出的几种未来能够延续摩尔定律的方法也大多是建立在石墨烯材料上的。这也就意味着,石墨烯材料是得到国际承认的。
石墨烯芯片有何优势
石墨烯和传统纳米管的特殊几何结构极为相似,根据实验数据,石墨烯中电子的传输速度比当前的硅基材料快,不管是导电性还是散热性都要优于传统的硅基材料,它还能够解决2纳米以下制程芯片导线冗杂的弊端。

也就是说,同等制程下,石墨烯芯片的性能将比传统芯片的性能更加强大,也可以应用于更多领域。
在实验环境下,同样是28纳米制程的晶片,纳米碳做出来的晶体管比硅晶体管要强5—10倍。此外,纳米碳材料的加工温度更低,拥有更好的工作性能,能耗也更低,功耗相差足足有上千倍,这意味着制造过程更容易。
我们在传统芯片制程上之所以一直提不上去,关键还是在于无法自由地获取高端EUV光刻机。在美国的全面技术封锁下,ASML公司的EUV光刻机无法对我们自由出货。
高端EUV光刻机的研发制造异常复杂,中国某位院士曾经说过,我们可以举国之力造出原子弹,但是却不能在短时间内造出高端EUV光刻机。但是,生产石墨烯芯片,将采用完全不一样的工艺路线,那就无需EUV光刻机了,这对我们来说是意义更加重大。
毫不夸张地说,石墨烯芯片很可能成为2nm制程的关键,如果它能实现大规模量产,我们借此优势将能使我们的半导体产业更加完善,也不会再困于光刻机,甚至实现弯道超车。

中国从15年开始就入局了对石墨烯技术的研究,现在我们取得的石墨烯专利比美国还要高出6倍。
现在,我们已经实现了石墨烯芯片的小规模量产,在性能上还需要进一步完善,虽然距离大规模量产和进行商用还需要一段时间。但是,毫无疑问,在石墨烯芯片技术上我们已经走在了世界前列。
或许不久的将来,华为海康等国内企业再也不用受芯片被限制的鸟气了。
大家觉得,在石墨烯芯片技术上我们能实现弯道超车吗?
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