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碳基芯片不需要光刻机那光刻胶还需要吗?

电脑版   2020-11-26 17:14  

碳基芯片不需要光刻机那光刻胶还需要吗?:可以肯定的是,碳基芯片是不需要光刻机的,所以也不会使用光刻胶,要不然彭练矛和张志勇教授花费这么大精力研发的碳基

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可以肯定的是,碳基芯片是不需要光刻机的,所以也不会使用光刻胶,要不然彭练矛和张志勇教授花费这么大精力研发的碳基芯片还是要依赖光刻机的话,那么它的使用价值并不高,毕竟在光刻机的研发上面,我们和ASML的差距还是很大的,那么想要弯道超车就必须摆脱光刻机的控制。


普通芯片的制作工艺

传统芯片的制造过程需要经过是通过抛光、光刻、蚀刻、离子注入等一系列复杂的工艺过程。也就是先用激光将电路刻在掩盖板上(相当于我们印刷的转印技术),再通过用紫光通过掩盖版将电路印在硅片上进行曝光,涂上光刻胶等刻蚀后就能在硅圆上制造出数亿的晶体管,最后进行封装测试,芯片就制作完成。而这个过程是无法离开光刻机和刻蚀机的。

碳基芯片的制作工艺

而碳基半导体芯片用到的是碳纳米管,碳纳米管的制备过程跟硅基晶体管的制备方法有着本质的差别,碳纳米管的主要原料是石墨,目前生产工艺可以通过电弧放电法、激光烧蚀法等多种方式制成。所以碳基集成电路的加工一定不会用到光刻机。

弯道超车还需要多久

无论是手机的处理器CPU,还是其他的各种微电路芯片,我国在生产工艺和制造设备中,都要落后国际水平,短时间难以超越。但是碳基半导体的成功研发,可以让我国在芯片领域中实现弯道超车,成为国际的先进水平,彭练矛教授表示:

“碳纳米管的制造乃至商用,面临最大的问题还是决心,国家的决心。若国家拿出支持传统集成电路技术的支持力度,加上产业界全力支持,3-5年应当能有商业碳基芯片出现,10年以内碳基芯片开始进入高端、主流应用。”根据已公开的信息(碳基的一些优势在此省去不说了),碳基芯片是半导体产业的方向之一,但不能确定就是技术发展的唯一必然方向。不过,业界确实可以从最简单的商业应用开始尝试做起,从简单到复杂,从低端到高端,从小范围到大范围,从专业特定领域到全范围推广。

总结

相信在不久的时间,通过各个国内厂商的适配和研发,我国的碳基芯片能重新成为世界领先,摆脱被光刻机和光刻胶卡脖子的状态。抢占碳基芯片产业的控制权。

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有用电的地方,就要用到绝缘材料,光刻机应该还有用,只是到时候也许70纳米的,就能够达到7纳米的速度,而且功耗还能更小,谁能先商业化量产该技术才是王道

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从碳基芯片的制造工艺上看它是不需要光刻机的,那自然与之配套的光刻胶也就不需要了。由于高端光刻机的限制,国内没法完成7纳米及以下的芯片的加工,而碳基芯片的出现给了我们一个新的选择。

碳基芯片的发展

其实碳基芯片项目的立项已经是20年之前,但是直到两年前彭练矛院士和他的团队才制造出4吋5微米栅长的碳基芯片,相当于我们常说的硅基芯片的28nm工艺,但是相较于当时主流的硅基芯片工艺来说差距甚远。

直到今年的5月26日彭练矛和张志勇教授组成的碳基纳米管晶片研发团队再一次突破了碳基半导体制造设备的瓶颈,并把研究成果发在国际权威学术期刊《科学》上,至此宣告我国的碳基芯片的发展处于世界领先的地位。

碳基芯片的优势

虽然市面上的芯片还是以硅基芯片为主,但从整体的发展形势上看,碳基芯片的发展空间更大,也更加有研发的价值。

相较于传统的硅基芯片,碳基半导体具有制造成本更低、效率更高的优势,再加上我们国家全球领先的技术,至少能减少芯片30%的功耗,因此一直被视为最好的半导体材料。在应用能力方面,碳基芯片也要比硅基芯片处理的速度更快,发展前景十分广阔。

碳基芯片什么时候能完成弯道超车?

虽说上面我们科普了碳基芯片的诸多好处,但是碳基芯片的成果还是只停留在实验室,并没有形成一个成熟的产业

想要让碳基芯片真正走入市场,前期的投入肯定不会少;再加上现在碳基芯片的高端人才紧缺,工艺制造难度上也相对较高,这给碳基芯片的批量生产增加了不少的难度。

除非国家有魄力拿出当年支持传统集成电路技术的支持力度,再加上国内各大公司的资金和技术的倾斜,在5年可能会有商业芯片产出,在10年左右才会有真正高端的碳基芯片出现。

不过硅基芯片发展也不会停滞不前,如果要实现完全的超越,至少需要20~30年左右。

虽说碳基芯片的应用前景十分广阔,但是在我国尚未形成相关的产业,短期内并不会对世界的芯片产业产生任何影响。目前华为等国内企业已经开始和彭院士的团队进入对接,虽然远水解不了近渴,但是起码给了华为一个新的备选方案

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怎么可能不需要,也许100nm能达到硅基10nm的功耗,但你同样的集成度需要更大的晶片,生产成品提高了啊!体积也大了

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    摩尔定律“奄奄一息”,3nm之后的工艺可能是硅基半导体的终结,以后就要更换新材料了,也就是说不需要“光刻机”等相关配套设备了。目前,我国在硅基芯片方面的研究处于领先地位,能够实现“弯道超车”吗?



    我国半导体发展处处受到“制约”

    在硅基芯片的发展道路上,由于西方国家的技术封锁,我国的半导体发展遇到了重重障碍,比如EDA软件、IP、晶圆、光刻机等等。华为海思好不容易搞出了高端手机芯片,然而受到了芯片代工、ARM授权等等打压。最近,美国收紧了出口管制措施,台积电已经停止接收华为的新订单,华为最新的麒麟1020处理器前途堪忧。


    其实,进入了21世纪,以硅为基础的芯片发展速度开始变得缓慢,硅基芯片越来越接近物理极限,因此,全球很多科学家寻找新的材料代替硅,比如纳米片、碳纳米管等等,其中碳纳米管应该是最有前景的。



    碳基芯片相比硅基芯片来说,成本更低,功耗更小,效率也更高。同等删长(制程工艺)的碳基芯片比硅基芯片功耗至少降低3倍,运行速度提高了3倍。


    我国在“碳基芯片”的研究领先

    最近,我国的科学家在碳基芯片的研究上取得了显著的进展,突破了碳纳米管集成电路关进的材料瓶颈,开发出了全自动的提纯和组装设备,为量产提供了技术积累。相比国外来说,我国在碳基半导体上的研究起步早,处于领先定位。


    碳纳米管的制造和商用,面临最大的问题还是决心,国家的决心。如果国家能够像支持传统集成电路一样的力度,支持碳基半导体,未来3~5年可能会出现商业碳基芯片,10年内碳基芯片可能会进入高端、主流应用。





    总之,硅基芯片可能是我们实现弯道超车的重要手段,也是新的技术工艺,未来的芯片道路上,我们也不用担心被卡脖子了。不过,碳基芯片要转化为工业产品,还需要全国芯片生产厂家共同研发和配套,分系统上进行充分优化,才能保证整个芯片的正常工作。

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碳基的东西,当然不要光刻胶啦!大哥你知道啦,我们大家都是碳基的生物,你有见产房有光刻胶吗?

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碳基芯片不需要光刻机那光刻胶还需要吗?那当然是不需要的,因为芯片制造需要使用到的设备是光刻机,而现在全球范围内,能够生产光刻机的企业也是凤毛麟角,只有荷兰ASML公司和日本的佳能,还有我国的上海微电子有限公司能够生产出现。


目前制造芯片,光刻机是无法绕过去的坎

芯片的研发以及制造现在已经成为一条完整的产业链,而对于芯片的研发,现在有能够做到独立研发的其实并不是很多,有华为麒麟系列处理器,还有高通骁龙系列处理器,还有三星猎户座处理器,联发科处理器,这些都是比较知名的芯片研发厂商。

但是这些企业仅仅是具有研发芯片的能力,要想制造出来芯片,还需要使用到一种无法绕开的设备-光刻机。

但是由于我国在光刻机领域的发展是落后于西方国家的,在上个世纪的六七十年代,普遍的一种思维是造不如买的想法,所以很多的高科技产业都是没有继续坚持下去,最后也导致我们的发展逐渐落后于西方国家。


而现在的光刻机之间的差距依旧很大,上海微电子有限公司能够量产的制程仅仅只有90nm,而荷兰ASML公司所能够生产的光刻机现在已经能够达到7nm甚至是5nm的制程,所以我国想要将芯片领域牢牢的掌握在自己手机,就必须要发展光刻机设备。

但是要发展光刻机并不是那么容易的事情,荷兰ASML公司目前虽然能够生产出来更加先进的设备,但是这些设备也是由不同国家的核心部件组成。

这其中有涉及到美国的光源,而光源是光刻机最为重要的核心设备,还有德国的蔡司镜片,瑞典的轴承等等,而这些最为关键的设备,都是对中国禁运。所以我们也只能够慢慢发展核心部件供应商来解决这个问题。



碳基芯片不需要光刻机那是否还需要光刻胶

对于这个问题来说,其实已经是显而易见的事情,那就是碳基芯片是不需要使用到光刻机设备的,因为还需要使用到光刻机,那么就没有研究碳基芯片的必要性了。

在碳基芯片发展的路上,其实由于西方国家的技术封锁导致的,我们国家在半导体行业中的发展是比较艰难的,我们的国产华为手机已经独立自主的研发出来芯片,鸿蒙操作系统等,但是美国依旧在芯片代工生产,以及ARM等方面进行打压华为,最近由于美国禁令的再度升级,导致华为芯片制造又出现很大的问题。


最新有消息称,台积电由于禁令已经停止接收华为的订单,而在120天的时间里面,也仅仅能够生产出来800万的芯片,能够满足用户需求。

而对于光刻机中还有一个非常重要的关键材料,叫做光刻胶,也是制造芯片中最为重要的原材料之一,不过现在还是被美国和日本所垄断,而碳基芯片则能够绕开光刻机,那么也能够绕开光刻胶。


最后,对于说芯片领域来说,是被誉为智能手机的核心设备,但是能够制造的企业却非常之少,而能够生产的企业更加少,所以我们针对这种情况,另辟蹊径,开始研发出来碳基芯片来进行弯道超车,但是这个过程是需要十年乃至二十年的时间才能够完成。那么大家还有什么不同的看法,可以在下方留言,咱们一起探讨!

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碳基芯片还在PPT上面,所以不要太乐观了。

石墨烯到目前都没有大规模工业化,石墨烯附加产品,那更不知道还要多久


这个话题既然这么热,那么我就再补充一下:

国内做石墨烯的公司很多,尤其集中在无锡、常州一带,但是目前都还没有实现盈利。从石墨烯的应用角度来讲,目前比较明显的是用作超级电容器原材料和柔性触控屏,但是这两者的良品率一直都上不去,包括三星这样的巨头。国内的石墨烯公司要么处于炒作产品概念阶段,要么在亏本进行试推广,效果均不佳。

那种单层一两层原子级别的稳定材料石墨烯(下图)大都在实验室里制备出来,根本无法量产,不乐观的说这种再有100年也不可能量产。所以别看楼上的那些大忽悠,他们用的都是石墨。


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一、碳基芯片要不要光刻机,现在还没有定论

现在的芯片是用硅做材料的,所以称之为硅基芯片。而碳基芯片是指采用碳来做材料的。

由于现在碳基芯片根本就没有生产成功,更多的还是在实验室里面,所以具体要怎么来量产,其实还没有定论。


至于硅基芯片的那一套抛光、光刻、蚀刻、离子注入会不会用于碳基芯片,其实也说不准的,毕竟光刻的过程是将电路图刻到硅基上去的,碳基芯片会不会采用同样的原理,也不清楚。

现在只是说碳基芯片性能更强,功耗更低而已,至于制造过程,不知道的,说不定以前的方法一样适用呢?



二、碳基芯片至少10年内商用不了,所以别抱太多希望

另外,关于碳基芯片,估计至少10年内还是商用不了的。

其实碳基芯片也不是新科技,已经研发了20多年了,1991年就发现了碳晶体管,而科学界这20多年以来,一直在研究制备、提纯、排列碳纳米管的方法。而这次北大团队的研究成果,只是让碳基芯片有了开始谈论规模产业化了的基础了。

而北大研究团队表示他们下一个目标,是在2-3年内完成90纳米碳基CMOS工艺开发。



而这个90nm碳基芯片,其实性能也只相当于28nm的硅基芯片,这样是相当落后的了,只是在试验可行性而已。

所以当碳基芯片要达到硅基芯片的性能,没有个10年就不要想了,所以现在谈这些还太早,慢慢等吧。

说真的,科技创新能难实现所谓的弯道超车的,只有一步一步积累而来的。

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我理解不知对否,碳基芯片一样要光刻机及光刻胶,工艺与硅基芯片相似。

传统的硅基芯片是半导体硅或锗;硅锗硅或锗硅锗(三文治)。

碳基芯片是硅碳硅(三文治)见报所讲的碳是石墨烯,导电好。

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