突破1nm芯片新材料，我國掌握著75%原始材料，機(jī)會來了？

你相信嗎，烤一片小小的吐司也需要用到半導(dǎo)體。智慧城市、遠(yuǎn)程醫(yī)療、探索宇宙、深潛海洋、抗擊疫情、營養(yǎng)管理.....這些也都需要用到半導(dǎo)體。半導(dǎo)體已經(jīng)滲入到你日常生活的方方面面，成了人們的“不可或缺”。

從今年開始，手機(jī)缺芯問題在全球加劇，半導(dǎo)體行業(yè)寒冬爆發(fā)。為了應(yīng)對缺芯危機(jī)，在半導(dǎo)體代工排名第一的臺積電立即投資1000億美元在代工研發(fā)領(lǐng)域，而且宣布奔赴美國投資建廠，具體是6座5nm芯片代工廠。作為臺積電老對手，三星也隨后宣布將非存儲芯片的投資增加到1514億美元!

在缺芯的同時，科技巨頭們并沒有停止對芯片代工技術(shù)的研發(fā)，在三星和臺積電量產(chǎn)5nm芯片之時，不怎么起眼的IBM悄然發(fā)布全球首顆2nm芯片，這在很大程度上刺激了臺積電，因為臺積電是最強(qiáng)的國際芯片代工巨頭，2nm工藝竟然被別人搶了首發(fā)，這讓它很沒有面子。

按照之前臺積電的產(chǎn)品線消息，今年年底它可以試產(chǎn)3nm芯片，2022年就可以全面量產(chǎn)3nm。不過在IBM發(fā)布2nm工藝后，臺積電著急了，它已經(jīng)拼盡全力向著1nm進(jìn)發(fā)，比較幸運(yùn)的是，最近臺積電在1nm領(lǐng)域確實取得突破!

摩爾定律是英特爾創(chuàng)始人戈登·摩爾在1965年提出，指集成電路上可容納的元器件數(shù)量約每年增加一倍，性能也將提升一倍。簡單來說，就是單位面積芯片上的晶體管數(shù)量每兩年能實現(xiàn)翻番。過去的半個多世紀(jì)，半導(dǎo)體行業(yè)一直遵循著摩爾定律的軌跡高速發(fā)展。

比如，50年前，計算機(jī)大概有2400個晶體管，現(xiàn)在英特爾計算機(jī)大概有10億以上的晶體管。按照每兩年翻一番的節(jié)奏，英特爾基本上在跟著摩爾定律在前進(jìn)。

然而，在摩爾定律放緩甚至失效的今天，全球幾大半導(dǎo)體公司依舊在拼命「廝殺」，希望率先拿下制造工藝布局的制高點。臺積電在先進(jìn)制程方面可謂是一騎絕塵。3nm領(lǐng)域，臺積電一只獨(dú)秀。如今半導(dǎo)體制程節(jié)點正在向3納米甚至更小的節(jié)點演進(jìn)，單純靠提升工藝來提升芯片性能的方法已經(jīng)無法充分滿足時代需求，半導(dǎo)體行業(yè)也逐步進(jìn)入了“后摩爾時代”。

臺積電是芯片領(lǐng)域的領(lǐng)跑者，為了保持領(lǐng)先地位，臺積電一次又一次實現(xiàn)自我突破。5月18日，臺積電宣布，他們聯(lián)合臺大、麻省理工兩所大學(xué)，已經(jīng)在1nm芯片領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。臺積電已經(jīng)拒絕了華為，他們?nèi)〉萌魏沃匾黄?，其實跟國產(chǎn)芯片都沒有太大關(guān)系。但有人卻說，臺積電破冰1nm芯片，無形中抬高了我國在世界芯片領(lǐng)域的地位。

臺積電突然宣布已突破一納米芯片，再次將三星啊甩在了身后，但是作為全球芯片代工的龍頭企業(yè)。芯片制造工藝非常復(fù)雜，涉及的工序也非常多。再加上精細(xì)到納米級的工藝參數(shù)，想要突破5nm以下工藝，難度很大成本也很高。

大家都知道每個芯片啊都是由無數(shù)個小晶體管組成的芯片的制成，越小晶體管也就越小，容納的晶體管數(shù)量就會越多。對于手機(jī)來說，芯片的制程越小，電阻也會隨之變小，那手機(jī)的耗能就會更低。這個時候芯片工作時所產(chǎn)生的熱量也會變小。

這樣一來，手機(jī)就會更省電。如今臺積電突破一納米的制程，對于消費(fèi)者來說好處自然是不言而喻，只是臺積電究竟是怎么做到的?芯片制造工藝是非常復(fù)雜的，涉及到的工序也特別多，再加上納米級的工藝非常精細(xì)，想要突破五納米以下的工藝并不是一件容易的事。

芯片早已經(jīng)成為日常生活中不可替代的產(chǎn)品，任何的電子設(shè)備都會用上芯片。全球每年對芯片的需求都在幾億，幾十億顆以上。不過傳統(tǒng)的芯片工藝幾乎都是一致的，基于硅基材料生產(chǎn)芯片。芯片的基礎(chǔ)材料是硅，而硅的來源是在一堆沙子中不斷提取純度為99.99999%的硅。再將硅打磨成硅片，制成晶圓，最終經(jīng)過上千道的工序形成芯片。而這一切的基礎(chǔ)都是硅，因此市面上的芯片也被統(tǒng)稱為硅基芯片。

雖然規(guī)為很多半導(dǎo)體企業(yè)都提供了主要原料，但是當(dāng)芯片的制成工藝發(fā)展到五納米時，用來容納晶體管的芯片容量將會達(dá)到極限。硅是建筑材料，是水泥、磚頭、玻璃的主要成分，它也是大多數(shù)半導(dǎo)體和微電子芯片的主要原料。

但是芯片發(fā)展到5納米、3納米制程，硅芯片可容納的晶體管數(shù)量，已經(jīng)逼近物理極限。因此芯片要往2nm、1nm方向發(fā)展，受到了很大限制。

而臺積電這次突破一納米工藝，是因為他們找到了新材料，那就是B 金屬。有了這個重要材料啊，就能增加電流能力，有效的降低電阻。大幅提升芯片的容量，讓芯片的性能再次得到提升。但是有句話叫做風(fēng)水輪流轉(zhuǎn)。此前，臺積電對華為斷供。這次卻提高了我國在芯片領(lǐng)域的地位，至于為何會有這種言論，其實是因為我國掌控了B 金屬的命脈。熊貓君發(fā)現(xiàn)啊。

在全球的B金屬儲量數(shù)據(jù)中，全球總量為三十二萬，而我國的儲量就有二十四萬，直接占據(jù)了全球百分之七十五的儲量。作為一個地大物博的國家，我國的礦產(chǎn)資源一直非常豐富。有相關(guān)數(shù)據(jù)顯示啊，我國近兩年的B 礦產(chǎn)量一直位居第一，能帶來多少好處，相信大家已經(jīng)不言而喻了。

在國內(nèi)，鉍金屬儲量最多的是湖南、廣東和江西，這三個省的儲量占全國總儲量的85%左右。

在我國，鉍金屬分布稀散，很少作為主要礦產(chǎn)進(jìn)行開發(fā)。2004年以前，我國的鉍礦產(chǎn)量不是很高， 2004年以后，鉍金屬價格大幅上漲，于是鉍金屬產(chǎn)量開始增加。

去年，我國鉍金屬產(chǎn)量為14000噸，占全球鉍金屬總產(chǎn)量的82%。由此可見，我國在全球鉍金屬市場的地位非常重要。

如果臺積電在1納米芯片的制程當(dāng)中，真的采用了鉍金屬，那么鉍金屬在半導(dǎo)體領(lǐng)域中的使用將越來越普遍。作為鉍金屬儲量最大的國家，我國在世界半導(dǎo)體領(lǐng)域中的地位得到提升，也不是沒有道理。

我國是制造業(yè)大國，對芯片的需求數(shù)量龐大。高端芯片進(jìn)口受阻，只有依靠國內(nèi)自我研發(fā)才能解決。國產(chǎn)芯片遭遇困境，并不是因為缺少芯片原材料，而是在人才、技術(shù)等方面存在巨大短板。所以我們一味強(qiáng)調(diào)原材料的優(yōu)勢，更多的是自我安慰。只有掌握核心技術(shù)，才能夠在芯片領(lǐng)域中真正掌握主動權(quán)。