硅基芯片走到盡頭?國産芯片“換道超車”,玻璃晶圓打孔技術公開

芯有芯的小事 2024-04-29 18:35:35

美國一直希望能夠通過芯片禁令限制中國芯的發展,畢竟美國如今在芯片半導體領域有著出色的影響力和技術積累,美國自然不希望新的競爭對手出現。可是毫無疑問的是,如今不少外媒都認爲美芯禁令已經失去了意義。

如今中國芯不僅在傳統的硅基芯片領域迅速發展,在量子芯片、光子芯片以及新材料芯片等多個領域都取得了出色的成績。甚至最近有一個消息傳出,表明我們有可能在新的芯片賽道領域實現“換道超車”。

“玻璃板”上造芯片

衆所周知,傳統的芯片制造都是依賴高純度的硅晶圓片,其純度要求達到了驚人的99.999999999%。然而,這種高純度硅晶圓的制造成本也是居高不下,成爲制約芯片産業進一步發展的一大瓶頸。爲了打破這一束縛,中國的科研人員經過多年的努力,終于發現了玻璃基板這一理想的替代品。

與硅晶圓相比,玻璃基板在成本上具有無可比擬的優勢。想象一下,原本需要花費3萬的硅晶圓,現在只需要1.5萬的玻璃基板就能替代,成本直接腰斬!而且,這玻璃基板可不簡單,它雖然只有指甲蓋大小,但承載能力卻令人咋舌。這麽一小塊玻璃,竟然能承載上百萬個微小至極的孔洞,這些孔洞不僅排列得井井有條,還能構建出複雜的集成電路,爲制造超高密度的芯片提供了可能。

當然,說到芯片制造,技術自然是關鍵。目前,我們的芯片團隊正在緊鑼密鼓地研發第三代玻璃穿孔技術。據研發團隊領頭人張繼華教授介紹,這項技術的原理其實跟搭積木差不多,先在玻璃上打出均勻微小的孔洞,然後進行填充和連接,最後在這些處理過的玻璃上搭建起集成電路的“高樓大廈”。雖然聽起來簡單,但實際操作中的難度可不小。

在過去,科學家們雖然知道玻璃的微波性能優良,但由于穿孔技術有限,一直未能將其應用于芯片制造。然而,隨著技術的不斷進步,我們終于突破了這一技術壁壘,讓玻璃基板成爲了硅晶圓的有力競爭者。張繼華教授還透露,目前他們的團隊已經能夠將玻璃穿孔的孔洞做到5微米的程度,這一成果無疑是在芯片制造領域邁出了一大步。

值得一提的是,這項技術的研發背景並不輕松。近年來,美國爲了維護其科技霸權地位,不斷對中國的芯片産業進行打壓和限制。他們不僅在全球範圍內施壓阻止他國向中國出售關鍵設備如光刻機,還通過各種手段限制高端芯片的出口到中國。然而,這些舉措並沒有打垮中國的芯片産業,反而激發了我們科研人員的鬥志和創新精神。

我國芯片或換道超車

前不久我國芯片團隊就宣布重磅消息,研制的“玻璃晶圓”獲得了重大突破,這意味著中國芯片有望換道超車。據了解,這種技術是我國研制的第三代“玻璃穿孔技術”,將在指甲蓋大小的玻璃晶圓上均勻打上100萬個孔,從而形成非常複雜的集成電路。

而這類芯片最大優勢就是不依賴先進的光刻機設備,並且制造成本也要比傳統硅芯片低50%。如果我國能抓住這一點,那麽對中國芯片來說將是崛起的契機,將會改變現有的芯片格局。

要知道,目前最高端的EUV光刻機只有阿斯麥能制造,但其中有85%的零部件依靠進口,並且采用大量美國核心技術,所以阿斯麥才會在意美國的態度,禁止向我國出售高端EUV光刻機。

而在沒有EUV光刻機的情況下,我國現在根本制造不出5nm以下的芯片,如今隨著玻璃晶圓出現,我國可以避開EUV光刻機,制造出5nm以下的芯片,這對整個半導體行業來說是曆史性改變。

不僅是我國想繞開EUV光刻機,就連其他國家也在尋求新出路,就拿日本的佳能公司來說,就推出了“納米壓印”技術,這是一種不同于傳統光刻技術的新制造方法,在成本方面遠低于EUV光刻機。

根據佳能執行官禦手洗富士夫表示:“這款産品的價格將會比ASML的 EUV 光刻機少一位數。”

雖然納米壓印設備價格便宜,但缺點也很明顯,那就是生産速度沒有EUV技術快,目前佳能已經推出型號爲FPA-1200NZ2C的納米壓印設備,能生産5nm級別的芯片,這對阿斯麥的EUV光刻機來說是不小的威脅。

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