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不用5nm光刻机也能造?石墨烯芯片技术突破,性能超硅基芯片10倍

作者:管理员
不用光刻机能造芯片

光刻机有什么用?

  最近一段时间,芯片的制造成为了一个大热门,也是一个“风口”行业,未来的房地产、互联网、半导体都是资本愿意进入的领域,互联网的门槛是最低的,房地产的门槛千万级别的,半导体行业是千亿级别的。


  半导体行业中“最烧钱”的还是设备和工艺,工艺的提升有很大的不确定性,有时候几亿美元下去,新工艺就有了,有时候几百亿美元都只能是“打水漂”。设备的投入就比较固定,最贵的就是光刻机。

  荷兰阿斯麦的高端光刻机,一年只生产26台左右,售价是在1.5亿美元左右,加上后期的调试和维护,至少要2亿美元。光刻机的主要作用就是“显影”,像华为这种芯片设计公司设计好芯片好,将“底片”拿给台积电等公司。


  台积电等公司在用光刻机把“底片”显示在晶圆上,然后就是用化工的方法腐蚀晶圆,把晶体管制造出来即可。

  不用光刻机能造芯片吗?

  不用光刻机可以造芯片吗?答案当然是可以的啦?芯片是集成电路的一种,本质上还是一个个开关,每一个逻辑电路开关背后就是电子的流动,要让电子流动就必须要有“PN”节,通俗点理解就是要有大量的电子游离出来。

  在50年前的时候,国内没有技术,都是有人工的方式来制造“PN”节,根本不需要光刻机,有点像是实验制取;但是的老美呢?先进一点,是把电路图画在墙上,用照相机拍下来,把底片拿出用激光显示在硅基板上,然后用化学腐蚀,再镀上金属。

  可以降低对光刻设备的要求

  从上述的例子可以看出,只要有办法制造出“PN”节就可以不用光刻机,至少能够降低对光刻机的要求,关键还是材料,只要材料有所突破,那么问题就可以解决。回顾整个芯片的发展史,一开始的芯片也不是硅基芯片,而是用“锗”制作半导体。

石墨烯芯片强技术突破

苏州中科院

  这里就不得不提到,苏州中科院了,前段时间,就有小道消息称,他们能够在实验室实现5纳米芯片的制造,而且不需要高端光刻机的参与,只需要激光设备就行了。其实这是一个美丽的误会。


  但是苏州中科院的确在芯片的材料上有所突破,他们制造出了新型的晶体管,这一新型的晶体管是用石墨烯材料制作的,根据透露,该新型芯片是使用“锗”、“硅”、“石墨烯”三种材料混合制成的。

  这种新型芯片的性能出色,在未来,硅基芯片面临摩尔定律的制约,它的性能和价值远超硅基芯片10倍。

  北京大学

  北京大学在新型芯片材料上也有突破,彭练矛团队利用碳纳米管制造出了碳基芯片,性能也是十分优越,可以说是“吊打”碳基芯片。像石墨烯和碳基纳米管其实基本组成都是碳,但是材料就是这么神奇,在微观层面上就将具有半导体的特性,能够出现电子通道。


  但是北京大学的碳基芯片跟苏州中科院的新型晶体管还是有差别的,北京大学的碳纳米管可能比较靠谱,已经不需要“锗”金属,这种金属太稀有了,很早之间就被人放弃了,但是碳不同,到处都是。

  不过石墨烯在电容上是可以,充放电一流,因此可以尝试做在芯片内部应用,最起码,未来的超大数据时代,内存芯片上会有石墨烯的一席之地。

新材料的优势

  目前这些新型材料在停留在实验室制取的阶段,虽然不用依赖5纳米的高端光刻机,但是如何量产是个大问题,让我们期待未来的发展。不过丑话说在前头,这种新材料是专为国内定制的,仅仅适合国内,外国可能会借鉴,但是不会采用。


  即使是这种石墨烯、碳基芯片的技术有所突破,国外可能都不会采用,因为它们在硅基芯片上投入了大量的资金,一旦采用新的芯片材料,对于整个行业来说,就是一次大的“洗牌”;而国内就不一样了,刚刚起步,投入没有那么大。甚至可以“弯道超车”。


                                                                                                                                                     (来源-芭乐科技社)