眾所周知,美國(guó)最近已經(jīng)聯(lián)手荷蘭、日本,對(duì)中國(guó)芯進(jìn)行了全面圍堵,目標(biāo)是卡死中國(guó)芯片工藝制程在14nm,不準(zhǔn)再前進(jìn)。
實(shí)話實(shí)說(shuō),目前的形勢(shì)對(duì)我們非常不利,ASML的EUV光刻機(jī)買不到,能用于7nm工藝的浸潤(rùn)式光刻機(jī),ASML、尼康也不能賣,只能賣出14nm以上工藝的光刻機(jī)。
而國(guó)產(chǎn)的光刻機(jī),分辨率還在90nm,要達(dá)到14nm以下,估計(jì)還得非常長(zhǎng)的時(shí)間。
所以很多人認(rèn)為,在硅基芯片上,在短時(shí)間內(nèi)追上甚至超過(guò)美國(guó),基本上不太可能了,再加上硅基芯片,已經(jīng)快要達(dá)到性能極限了,注定要被新材料新技術(shù)替代的,所以我們需要換道超車,提前布局才行。
而量子芯片、光子芯片、碳基芯片是新的方向。其中特別是碳基芯片,更是成為了很多人的希望,因?yàn)槟壳霸谔蓟酒?,我們的水平并沒(méi)有落后,在材料、制造、研究等領(lǐng)域,是處于世界前列的,截至2022年底,中國(guó)與碳基芯片相關(guān)的石墨烯專利技術(shù)申請(qǐng)量約占全球的80%。
再加上碳基芯片的電子遷移率遠(yuǎn)高于硅基材料,性能至少是硅基芯片的10倍以上,同時(shí)功耗還能大幅降低。
還有人稱,碳基芯片,由于不使用硅,所以現(xiàn)有的光刻機(jī)技術(shù),可能會(huì)被顛覆,不再需要EUV光刻機(jī)了,所以中國(guó)芯也就不會(huì)再被光刻機(jī)卡住脖子,值得我們大干一場(chǎng)。
事實(shí)上,目前的碳基芯片基本上還處于概念階段,并沒(méi)有實(shí)際可以量產(chǎn)的成品出現(xiàn),更多的只是科學(xué)研究,全球都是如此。
同時(shí)由于載碳原子有4個(gè)自由電子,碳晶體管本身具有較高的導(dǎo)熱性與電子活潑性,導(dǎo)致碳晶體管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分不穩(wěn)定,這也是當(dāng)前制造碳基芯片的難點(diǎn)。
此外,從現(xiàn)在的研究來(lái)看,制造碳晶體管,依然采用的是當(dāng)前硅基芯片的相同技術(shù),還是采用投影式光刻機(jī),對(duì)電路圖進(jìn)行投影,原理、過(guò)程都一致的。
這意味著,想靠碳基芯片來(lái)繞過(guò)光刻機(jī),以及EUV光刻機(jī),在當(dāng)前階段可能并不現(xiàn)實(shí),碳基芯片與硅基芯片相比,只是材料不同而已,制造方式還是一樣的。
當(dāng)然,碳基芯片遠(yuǎn)比硅芯片先進(jìn),比如40nm的芯片碳基芯片,可以達(dá)到10nm硅基芯片的性能,也就是說(shuō)14nm的碳基芯片,或許能達(dá)到3nm硅基芯片的性能,而我們?nèi)缃裾莆樟?4nm工藝,如果能率先制造出碳基芯片,確實(shí)是換道成功。
但是,實(shí)話實(shí)說(shuō),任何技術(shù),都需要積累相關(guān)技術(shù)優(yōu)勢(shì)才能真正實(shí)現(xiàn)彎道超車,想要換條道,就可以超過(guò)別人,并不太現(xiàn)實(shí),只有我國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)更加完善,將原本薄弱的基礎(chǔ)都補(bǔ)上來(lái),才能真正開(kāi)啟一個(gè)全新的芯片時(shí)代,你覺(jué)得呢?
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