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

芯片領域我們太期待有彎道超車的事情發生!

對於國人來説,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芯片,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。

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

近日,中科院上海微系統所科研團隊爆出信息,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,自主知識產權的全新形態晶圓。它不同於目前的硅基晶圓,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芯片,並且,很有可能會改寫全球芯片發展的軌跡。

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為什麼説它能夠改變芯片行業的發展軌跡?這還要從摩爾定律説起。

1965年,美國人戈登 · 摩爾在整理材料時發現,每代芯片的容量相比於上一代都會提升一倍,並且,兩代芯片之間的間隔通常會在18~24個月之間。這也就意味着根據這個規律,芯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芯片製造商英特爾(Intel)的創始人。

後來芯片的發展果然沿着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。

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由於芯片多用於小型設備,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晶體管,於是晶體管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。

由於晶體管之間的距離過小,導致電路控制出現了問題,隨之而來的就是芯片漏電,發熱劇增,這種工藝做出的芯片也屬於幾乎不可用的狀態,像手機芯片的驍龍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。

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好在技術的發展速度沒有止步,全新的finfet工藝出現了,它通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,從而大幅縮短了晶體管的大小,這樣也就能夠順利的在同一體積內容納下更多的晶體管,於是,芯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,晶體管數量也就得以繼續增加,直到7nm技術時,新的問題誕生了。由於晶體管之間的距離太小,傳統的光刻機已經很難再滿足芯片的需求了。

同時,5nm之後的工藝由於晶體管距離過密,加之生產芯片所用的硅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,嚴重的話會使得芯片在通電時直接被電流擊穿)。這也就導致了目前的芯片技術遇到了瓶頸,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晶體管,那麼就只能再去尋找新的材料來生產芯片。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),用於生產芯片(可大規模量產)的新材料仍然沒有找到。

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現在,國產8英寸石墨烯晶圓的出現,可以説是給被迷霧籠罩的芯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,那麼芯片技術,將進入到一個全新的階段,這對於材料領域來説,也將是一次不小的變革。

同時,我國在芯片領域也將獲得首發優勢,或許就能擺脱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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