《材料研究学报》
关注科技圈的粉丝应该知道,在华为无法参与的芯片制造领域,有一个客观规律,也就是摩尔定律,在一定程度上代表了芯片制造的发展速度过程。通俗地说,每过18、24个月,芯片制造工艺就会进入下一个时代,届时晶体管的数量将翻一番,让芯片具有更高的性能。
换言之,芯片公司是时候赶上单一流程最长不超过2年。如果这2年芯片工艺没有突破,很可能被对手甩掉。英特尔就是一个很好的例子。当时英特尔的 7nm 制程技术从未实现突破,最终订单只能由三星和台积电来处理。但在这种情况下,又会出现另一个问题,那就是当摩尔定律达到极限时,芯片产业该如何发展。
目前,尖端的芯片制造工艺仅在5nm即可实现量产。三星和台积电都有这个能力。只是台积电作为芯片工艺的领头羊,在芯片工艺上已经涉足1nm。此前,台积电联手台大、麻省理工,直接推出1nm方案,意在使用金属铋。实现半导体产业的突破,这成为芯片研发方向的争论点。
由于摩尔定律即将达到极限,发展存在差异在半导体行业中,台积电仍坚持在碳基芯片上动脑筋,而石墨烯晶片则出现在中科院此前的研究方向。但这一次,云南大学做得很好,在芯片材料方面取得了新的突破。开发出半导体领域芯片制造复合原料硫化铂。
据媒体报道,云南大学此次突破了硫化铂作为芯片材料的瓶颈,成功解决了硫化铂合成过程中面积大、层数少的问题,存在问题的类石墨烯材料、光电等物理性能问题,为国内芯片产业的发展提供了新的参考方向。
与传统芯片材料相比,云南大学在硫化铂上的突破有何现实意义?未来芯片产业能提供什么框架基础?众所周知,硅基芯片材料现在是业界的主流。根据性能分析,石墨烯材料的性能其实比碳基芯片要好,但内部结构不稳定,提纯困难。 ,石墨烯的应用范围实际上受到了限制。
但如果将石墨烯和硫化铂放在一起比较,在性能方面,我恐怕石墨烯还不是硫化铂的对手。在内部结构的稳定性方面,硫化铂比石墨烯更稳定,在透光率方面的优势更加明显。另外,在提纯的难度上,比石墨烯更方便。毕竟,从化学的角度来看,硫化铂是一种过渡金属硫属化物。再加上硫化铂的高可塑性,一度被视为未来芯片产业的候选材料之一。
当然,硫化铂受到如此关注还有另一个原因。它的出现可能会终结台积电在芯片行业的领先地位。前文提到,台积电在1nm工艺中可能会用到金属铋,但这种金属在自然界中的存储容量并不高,提取难度也非常大。就算能量产,价格方面可能也没有太大优势。
相反,这是硫化铂的优势,因为它与铋。与使用硫化铂相比,除了成本更低,应用效率和实际性能也比碳基芯片高出一步。也就是说,硫化铂芯片材料的突破比台积电目前的1nm还要先进。
更令人欣慰的是,这种材料未来的应用不仅停留在“纸上谈兵”,而且已经发表在国际学术期刊上,这意味着硫化铂材料未来的实际应用仍有一定的前景和空间。如果摩尔定律不起作用,不排除硫化铂材料将成为延续摩尔定律的候选材料之一。
老话说,一切都必须提前准备,尽管碳基芯片仍然是市场的主流。 ,但摩尔定律也有其局限性,而云南大学在硫化铂材料方面的突破可能会成为引领芯片产业制造进程的另一个方向,从而帮助我国尽快实现自主研发、自制芯片。
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