眾所周知,美國最近已經(jīng)聯(lián)手荷蘭、日本,對中國芯進行了全面圍堵,目標是卡死中國芯片工藝制程在14nm,不準再前進。
實話實說,目前的形勢對我們非常不利,ASML的EUV光刻機買不到,能用于7nm工藝的浸潤式光刻機,ASML、尼康也不能賣,只能賣出14nm以上工藝的光刻機。
而國產(chǎn)的光刻機,分辨率還在90nm,要達到14nm以下,估計還得非常長的時間。
所以很多人認為,在硅基芯片上,在短時間內(nèi)追上甚至超過美國,基本上不太可能了,再加上硅基芯片,已經(jīng)快要達到性能極限了,注定要被新材料新技術替代的,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,因為目前在碳基芯片上,我們的水平并沒有落后,在材料、制造、研究等領域,是處于世界前列的,截至2022年底,中國與碳基芯片相關的石墨烯專利技術申請量約占全球的80%。
再加上碳基芯片的電子遷移率遠高于硅基材料,性能至少是硅基芯片的10倍以上,同時功耗還能大幅降低。
還有人稱,碳基芯片,由于不使用硅,所以現(xiàn)有的光刻機技術,可能會被顛覆,不再需要EUV光刻機了,所以中國芯也就不會再被光刻機卡住脖子,值得我們大干一場。
事實上,目前的碳基芯片基本上還處于概念階段,并沒有實際可以量產(chǎn)的成品出現(xiàn),更多的只是科學研究,全球都是如此。
同時由于載碳原子有4個自由電子,碳晶體管本身具有較高的導熱性與電子活潑性,導致碳晶體管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分不穩(wěn)定,這也是當前制造碳基芯片的難點。
此外,從現(xiàn)在的研究來看,制造碳晶體管,依然采用的是當前硅基芯片的相同技術,還是采用投影式光刻機,對電路圖進行投影,原理、過程都一致的。
這意味著,想靠碳基芯片來繞過光刻機,以及EUV光刻機,在當前階段可能并不現(xiàn)實,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。
當然,碳基芯片遠比硅芯片先進,比如40nm的芯片碳基芯片,可以達到10nm硅基芯片的性能,也就是說14nm的碳基芯片,或許能達到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,確實是換道成功。
但是,實話實說,任何技術,都需要積累相關技術優(yōu)勢才能真正實現(xiàn)彎道超車,想要換條道,就可以超過別人,并不太現(xiàn)實,只有我國的半導體產(chǎn)業(yè)更加完善,將原本薄弱的基礎都補上來,才能真正開啟一個全新的芯片時代,你覺得呢?
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