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中企攻克芯片“新材料”或能取代硅基芯片

时间:2021-06-13 09:28 作者:admin 点击:

  芯片早已经成为日常生活中不可替代的产品,任何的电子设备都会用上芯片。全球每年对芯片的需求都在几亿,几十亿颗以上。不过传统的芯片工艺几乎都是一致的,基于硅基材料生产芯片。

  芯片的基础材料是硅,而硅的来源是在一堆沙子中不断提取纯度为99.99999%的硅。再将硅打磨成硅片,制成晶圆,最终经过上千道的工序形成芯片。而这一切的基础都是硅,因此市面上的芯片也被统称为硅基芯片。

  随着芯片制程的不断突破,已经在向4nm,3nm甚至更先进的1nm发起探索,但物理极限终会成为一道束缚。到时候硅基芯片到达尽头,可能人类科技也会陷入迟缓。

  因此探究新工艺,新材料成为备受瞩目的热门话题。但真的有可能在硅基芯片之外取得新材料的突破吗?答案是有可能。

  一则好消息传来,中国企业英诺赛科(苏州)半导体有限公司实现巨大突破,在硅基氮化镓材料上完成量产。英诺赛科已经建立起8英寸硅基氮化镓量产生产线,这也意味着不仅取得了新材料的攻克,而且进入到了量产阶段。

  根据资料显示,硅基氮化镓芯片量产生产线建成之后,可实现年产值100亿,年产能也可以达到78万片硅基氮化镓芯片晶圆。

  现如今业内正不断探索传统硅基芯片之外的新材料,新工艺。此前中科院研究的8英寸石墨烯晶圆就在半导体领域取得了显著进步,由于未实现量产,因此石墨烯制成的碳基芯片还处在研究阶段。

  但氮化镓芯片则不同,英诺赛科已经立项建设生产线,将氮化镓推广量产。那么氮化镓能取得硅基芯片吗?性能表现又如何呢?

  氮化镓属于第三代半导体材料,和硅不同的是,氮化镓无法靠自然界形成,必须要靠人工合成。其优势对比硅材料是很明显的,由氮化镓制成的器件,功率是硅的900倍。禁带宽带比硅高出3倍左右。击穿场强也高于硅11倍。

  除此之外,氮化镓还有散热高,体积小,损耗小的优点。如果能够欧洲杯竞猜对氮化镓加以开发,取代硅基芯片是没有问题的。充电器,元器件等等部件,都能用上氮化镓。

  硅基芯片统治了芯片界几十年,而研制出硅材料并掌握专利技术的是美国人。所以只要用上硅基芯片,不管有多少技术是自研的,从根源上就很难绕开美国技术。

  并且摩尔定律即将到达极限已经是业内公认的事实,只不过是时间问题。当集成电路可容纳晶体管无法进一步提升时,那么就将迎来后摩尔时代的新挑战。也就是新材料,新工艺。

  有的芯片企业重点研究封装,而有的则在探索芯片新材料。而中国要面临的后摩尔时代挑战在于产业链太宽,太长。大而不强是一个需要解决的问题,把产业链提升上去以后,才能顺利迎接挑战。

  同时光刻机、光刻胶、芯片制程工艺等等,都还有很长的路要走。所以总的来说,中企能够攻克新材料,只是做好了迎接挑战的准备,真正的挑战还在后头。

  美国掌握大量的芯片技术,所以2020年对中企实施芯片规则时,几乎没有一家企业能够逾越美国技术向中企攻克。这也让我们意识到,必须从根本上解决技术难题。

  英诺赛科的氮化镓芯片或许只是迈出的第一步,想要改变整个芯片市场格局并非易事。所以期待能有更多的技术取得突破,到时候面对挑战,也能巍然矗立。

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