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再傳喜訊國產8英寸石墨烯晶圓亮相,中國芯再次實現新突破

由 雲水社會 發表于 汽車2021-12-08

晶片領域我們太期待有彎道超車的事情發生!

對於國人來說,半導體可能是目前最為關心的話題,除了每年要花費數十億美金進口晶片,還要擔心相關制裁會影響到正常的企業運轉。\\\“芯髒病\\\”,目前已經成為了亟待解決的重要問題。

不過現在看來,這個問題,可能會迎來巨大轉機。

近日,中科院上海微系統所科研團隊爆出資訊,國產8英寸石墨烯晶圓取得不小的成績,甚至表示\\\“不管在產品尺寸、產品質量方面均處於國際領先地位!\\\”。

這是由我國自主研發,自主智慧財產權的全新形態晶圓。它不同於目前的矽基晶圓,是由碳元素為基底構成的晶圓,一旦投入量產,這種晶圓就可以用於生產全新材質的晶片,並且,很有可能會改寫全球晶片發展的軌跡。

為什麼說它能夠改變晶片行業的發展軌跡?這還要從摩爾定律說起。

1965年,美國人戈登 · 摩爾在整理材料時發現,每代晶片的容量相比於上一代都會提升一倍,並且,兩代晶片之間的間隔通常會在18~24個月之間。這也就意味著根據這個規律,晶片的算力上升速度與時間的比值將會是指數級的。這一成果迅速得到了業內的認同,於是,這一規律也被稱之為摩爾定律。而戈登 · 摩爾本人後來也成為了知名晶片製造商英特爾(Intel)的創始人。

後來晶片的發展果然沿著戈登摩爾的預想不斷向前發展。不過這條路也並非一帆風順,至少近五年來,就出現了兩次危機。

由於晶片多用於小型裝置,其體積的大小自然就受到了限制。為了能在有限的體積內做到更多的電晶體,於是電晶體之間的距離就需要不斷被縮小。剛開始這一工作進展的還算順利,但是工藝發展到了20nm時,問題出現了。

由於電晶體之間的距離過小,導致電路控制出現了問題,隨之而來的就是晶片漏電,發熱劇增,這種工藝做出的晶片也屬於幾乎不可用的狀態,像手機晶片的驍龍810、apple A8、聯發科X20都在這一工藝上栽了跟頭。如果這一問題得不到解決,那麼摩爾定律,就將宣告失效。

好在技術的發展速度沒有止步,全新的finfet工藝出現了,它透過將電流閘門設計成鰭形3D架構,使得電流閘門從單向變為了雙向,從而大幅縮短了電晶體的大小,這樣也就能夠順利的在同一體積內容納下更多的電晶體,於是,晶片的工藝也就得以順利發展下去。

事情好像是解決了,但是另一次危機,正在悄然而至。

經過finfet技術的改造,電晶體數量也就得以繼續增加,直到7nm技術時,新的問題誕生了。由於電晶體之間的距離太小,傳統的光刻機已經很難再滿足晶片的需求了。

同時,5nm之後的工藝由於電晶體距離過密,加之生產晶片所用的矽材料本身的物理性質,導致隧穿效應的出現(隧穿效應會導致漏電情況加劇,嚴重的話會使得晶片在通電時直接被電流擊穿)。這也就導致了目前的晶片技術遇到了瓶頸,雖然EUV光刻機的投產解決了生產的問題,但是材料本身的極限問題仍未解決。

如果想繼續在同體積下塞進更多電晶體,那麼就只能再去尋找新的材料來生產晶片。可惜的是,受制於材料技術發展的天花板(材料技術從上世紀60年代以來幾乎處於停滯狀態,革命性的突破幾乎沒有),用於生產晶片(可大規模量產)的新材料仍然沒有找到。

現在,國產8英寸石墨烯晶圓的出現,可以說是給被迷霧籠罩的晶片行業點燃了一束閃耀的光芒。

如果這一技術正式大規模投產,同時成本可控的話,那麼晶片技術,將進入到一個全新的階段,這對於材料領域來說,也將是一次不小的變革。

同時,我國在晶片領域也將獲得首發優勢,或許就能擺脫目前國內企業被制裁的困局。未來,也將會一片光明。

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