打破物理極限的限制！芯片制造“新材料”迎來重大好消息

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(yíng)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”。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(huì)用上芯片。全球每年對(duì)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。

長(zhǎng)期以來，我國(guó)對(duì)芯片的進(jìn)口額遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了石油。我國(guó)是芯片消耗大國(guó)，但芯片制造卻是我國(guó)長(zhǎng)期以來被“卡脖子”的典型，很難做到高真正意義的自產(chǎn)自出，而主要的芯片進(jìn)口依賴與美國(guó)，也正是這種原因，為打亂中國(guó)數(shù)字化快速發(fā)展的節(jié)奏，美國(guó)對(duì)我國(guó)的芯片產(chǎn)業(yè)頻頻出手。

華為事件、中芯事件就是很好的例子，美國(guó)對(duì)我國(guó)的芯片封鎖，一度讓國(guó)產(chǎn)高端芯片不能落地，甚至還引發(fā)了全球半導(dǎo)體缺芯潮，全球芯片價(jià)格飆升。也正是因?yàn)闆]有了以前所謂的“科技無國(guó)界”，重新發(fā)展半導(dǎo)體也成了全球各國(guó)的首要任務(wù)，而作為嘗到“剔骨之痛”的我國(guó)，在國(guó)家相關(guān)免稅等優(yōu)惠的政策下，也掀起了一股“造芯潮”。

在傳統(tǒng)芯片領(lǐng)域，臺(tái)積電、三星已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了5nm工藝芯片的量產(chǎn)，并且兩者都在聚焦更先進(jìn)的3nm、1nm工藝，但大家都知道，芯片制造工藝的提升越來越難，當(dāng)進(jìn)入1nm時(shí)傳統(tǒng)芯片就要頂?shù)教旎ò?，也正是因?yàn)檫@種原因，摩爾定律失效的說法也是越來越多，尋找新的材料取代傳統(tǒng)的硅基芯片，成了許多芯片企業(yè)彎道超車的關(guān)鍵，因?yàn)檫@是芯片性能提升的基石，也是超越摩爾定律相關(guān)技術(shù)的重點(diǎn)。

從去年開始就不斷有消息傳來，中科院研發(fā)出了石墨烯晶圓芯片，今年臺(tái)積電方面又傳來消息已經(jīng)突破了2納米新材料鉍，但不管是這種石墨烯晶圓還是這種新材料鉍，目前來講都只存在于實(shí)驗(yàn)室之中，至于將來究竟能不能真的被商用還是一個(gè)問題。

大家都知道，之前的硅基芯片現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到了5nm的工藝制程，下一階段還有可能進(jìn)階到更先進(jìn)的2nm制程?？茖W(xué)家們可以說為了尋找一個(gè)可以完美替代硅基的材料，費(fèi)盡了心思，終于“功夫不負(fù)有心人”現(xiàn)在科學(xué)家們找到了它的替代品“碳納米晶體管”。

其實(shí)從設(shè)計(jì)到制造，集成電路可以說是人類歷史上目前為止，擁有最精確制造的加工和最優(yōu)美設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。假使我們把芯片的制造比作建房子的話，那么我們的芯片所需要的材料就是為建造房子地基所需要的磚頭。大家都知道，地基就是一座房子的建造中非常重要的一環(huán)。地基所使用的材料質(zhì)量越好，房子建造的就越穩(wěn)固。如果是芯片的話，“地基”所使用的材料質(zhì)量越好芯片的工作速度就會(huì)越快，如果提到芯片的制作材料，人們首先想到的就是“硅”元素。

最近芯片行業(yè)之中再次傳來了一個(gè)好消息，國(guó)產(chǎn)黑馬出現(xiàn)，蘇州的英諾賽科半導(dǎo)體有限公司在江蘇分湖高新區(qū)舉行了8英寸硅基氮化鎵芯片量產(chǎn)，并且成為全球首家實(shí)現(xiàn)8英寸硅基碳化氮化鎵量產(chǎn)的企業(yè)。公司注冊(cè)資本達(dá)到27億，被稱為是第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域的區(qū)巨頭企業(yè)，并且如今已經(jīng)在這種新材料上實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)，成為了國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)的表率。前面講到過，傳統(tǒng)芯片領(lǐng)域之中，臺(tái)積電和三星已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了5納米，甚至臺(tái)積電這邊也已經(jīng)向著3納米開始進(jìn)發(fā)，可是芯片制造工藝的提升將會(huì)越來越難當(dāng)，進(jìn)入到一納米的時(shí)候就會(huì)頂?shù)教旎ò澹圆艜?huì)說摩爾定律即將要捅破極限，而尋找到新的材料取代傳統(tǒng)的硅基芯片，成了很多企業(yè)彎道超車的關(guān)鍵。

在得知這一消息之后，華為“火速出擊”，立即向北大的相關(guān)負(fù)責(zé)人協(xié)商要加入這個(gè)項(xiàng)目的投資，因?yàn)檫@款新材料的研發(fā)進(jìn)展關(guān)系到了芯片的未來發(fā)展，一向注重技術(shù)研發(fā)的華為自然不會(huì)放過此次機(jī)會(huì)。如果成功的投資之后，研發(fā)進(jìn)度必將會(huì)加速還可以給華為推動(dòng)自研芯片獨(dú)立的速度加快，簡(jiǎn)單地說會(huì)助力華為在未來技術(shù)方向上的發(fā)展速度。

科技進(jìn)步需要全球各國(guó)加大合作，沒有哪個(gè)國(guó)家能夠閉門造車，美國(guó)雖然在多領(lǐng)域領(lǐng)先全球，但很大一部分好歸功于中國(guó)人，中美競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系不斷升溫，排擠他們，許多中國(guó)人選擇了回國(guó)，并且全球正在經(jīng)歷著一場(chǎng)百年一遇的大變革，美國(guó)的種種行為，也使得中國(guó)在許多領(lǐng)域?qū)⒏绲闹髟资澜?

美國(guó)掌握大量的芯片技術(shù)，所以2020年對(duì)中企實(shí)施芯片規(guī)則時(shí)，幾乎沒有一家企業(yè)能夠逾越美國(guó)技術(shù)向中企攻克。這也讓我們意識(shí)到，必須從根本上解決技術(shù)難題。英諾賽科的氮化鎵芯片或許只是邁出的第一步，想要改變整個(gè)芯片市場(chǎng)格局并非易事。所以期待能有更多的技術(shù)取得突破，到時(shí)候面對(duì)挑戰(zhàn)，也能巍然矗立。對(duì)英諾賽科的新材料突破你有什么看法呢?