效率提升1000倍國產石墨烯芯片研製成功,擺脱台積電指日可待

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對於國內半導體的發展,其實不僅僅是芯片(IC)製造的問題,這更是一個生態的問題。以前常説一句話:繞得過去ARM,繞不過去谷歌;繞得過去英特爾,繞不過去微軟。什麼意思呢?就是外國軟硬件互相配合,人家把我們治得服服帖帖。

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ARM和英特爾都是設計芯片架構,架構就好比建房子用的腳手架,然後才能夠順利建房子,ARM主要是Soc芯片的架構,華為麒麟就是Soc芯片,麒麟是在ARM的架構上開始設計的高度集成芯片,上面有八個以上的核心,其中一個叫做CPU。

注意哦,電腦最重要的叫CPU(中央處理器),手機卻是Soc芯片,因為手機體積越來越小,乾脆就把所有的核心部件集中,集成的水平比電腦要高,像麒麟990指甲蓋大小的Soc芯片內就有100億個晶體管。

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華為手機負責人餘承東



舉個例子用ARM的架構,一般手機就要用谷歌安卓系統(最近ARM跟谷歌又加強了合作),用了谷歌安卓系統,谷歌就要求你用ARM架構,一點兒辦法都沒有;同樣,英特爾跟微軟也是這樣的關係。(這已經成為了一種趨勢)

像華為海思這種公司設計完電路光罩之後就會交給台積電這樣的芯片代加工廠區製造。這一塊我們也很麻煩,台積電的創始人張忠謀就説了,中國大陸半導體制造不易超越,應該在芯片設計上下功夫。

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台積電創始人張忠謀



但是最近中國的芯片似乎有了超越的可能,未來可期。

因為目前國內對芯片的大力支持,比如中芯國際都獲得了兩期的國家大基金的投資,加上其他的一些基金,最近幾年差不多得到了400億的投資;根據高盛公司的消息稱,中芯國際是有可能在2024年實現5nm芯片的量產的。

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中芯國際



像上海微電子就製造出了28nm浸潤式的光刻機,是個不小的進步,趕上日本的光刻機水平了;江蘇的南大光電生產出了193nm的光刻膠,打破了美日韓的壟斷;江蘇新美光在單晶硅棒的製造上達到了國際一流的水準(切火腿一樣切就成了晶圓,光刻機就對晶圓進行加工)。

太多了,一時間中國的半導體企業就如同雨後春筍般冒了出來,但是最重要的是中國科學研製出了新的應用材料——石墨烯,將來有希望用於芯片製造。石墨烯這個東西,大面積宏觀下不是半導體,沒有很好的電子學性質。

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狄拉克點


但是石墨烯在納米級別下,因為其空間上的結構——“狄拉克點”的存在,擁有了電子通過的空間,這就跟做芯片的硅很像,就等於在納米的時候,石墨烯是擁有電子學的性質,絕對可以用作芯片製造。

可能大家不知道,在光刻機制造的芯片的時候,在晶圓(單晶硅棒切圓)塗上光刻膠,經過光刻(將華為等送來的擁有電路的光罩)將電路“刻”在晶圓上(具體是跟光刻膠中的光敏材料發生反應),這時候就要去“暴曬”,目的是“去膠”。

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芯片加工生產過程


然後就“離子注入”(注入就是使到電路上有不同的電子分佈,跟鋪水泥在路上一樣),這個時候電路才真正地成為了電子的通道。那麼這個石墨烯在納米層面上的時候是擁有電子通道的,這就表示當石墨烯用於芯片在製造的時候,整個製程都要改變。

換而言之,説不定就不需要那麼高端的光刻機,或者是可以另起爐灶,繞開台積電和美國的技術設備。同樣,據説用石墨烯製成的芯片效率會提升1000倍,那麼將進一步降低對光刻機的要求,説不定擺脱台積電真的就是指日可待。

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台積電



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