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国产芯片看到黎明?石墨烯芯片有望取代传统芯片

时间:2022-6-27 10:37:00
摘要: 台积电在论坛上透露 2nm 制程工艺将基于全新的纳米片电晶体架构,与 5nm 工艺所采用的鳍式场效应晶体管(FinFET)完全不同。此前有消息透露称,台积电 2nm 建厂计划相关环保评审文件已提交送审,力争明年上半年通过环评,随即交地建厂,第一期厂预计 2024 年底前投产。在 2024

俗话说:19世纪是铁时代,20世纪是硅时代,21世纪是碳时代。但同时,21世纪也是芯片时代。随着高新技术产业的蓬勃发展,市场对于芯片的需求量也急速上升,供需关系的不对等导致了“全球缺芯”的局面。

如今老美都已经宣称要和小日子过得不错的脚盆地区人民联合研发2nm制程了,而我们到现在也只能实现28nm制程的批量生产,差距不可谓不大。美国和日本要搞2nm芯片,这美国不是有台积电和三星吗?为什么它又要去扶持日本?这次跟日本的合作方式,也是计划联合成立一家新公司,至于不跟老牌企业合作建厂的原因,参考三星。对于美日联合,台积电之前也回应称"不担心",因为他们自己的2nm生产线已经铺开,而且芯片良品率也很不错。作为当前公认的全球第一大晶圆代工厂,台积电还是有底气的。而且很多人都在唱衰美日合作,毕竟日本当年的半导体就被美国搞黄了,就看台积电和美日联合,谁的发展更快了。

从宏观上来看,查阅IC Insights的数据显示,自2020年以来,全球晶圆市场每年增长20%,其规模预计将从2020年的874亿美元、2021年的101亿美元继续扩大到2022年的1321亿美元。而又根据市场调研机构DIGITIMES Research此前的预测数据,仅是台积电一家,便拿下接近60%的2021年全球晶圆代工市场。

台积电在论坛上透露 2nm 制程工艺将基于全新的纳米片电晶体架构,与 5nm 工艺所采用的鳍式场效应晶体管(FinFET)完全不同。此前有消息透露称,台积电 2nm 建厂计划相关环保评审文件已提交送审,力争明年上半年通过环评,随即交地建厂,第一期厂预计 2024 年底前投产。在 2024 年进行风险试产,在 2025 年进行量产。

三星电子正押注于将 GAA 技术应用于3纳米工艺,以追赶台积电。据报道,这家韩国半导体巨头在6月初将3纳米GAA工艺的晶圆用于试生产,成为全球第一家使用GAA技术的公司。三星希望通过技术上的飞跃,快速缩小与台积电的差距。3 纳米工艺将半导体的性能和电池效率分别提高了 15%_和 30%,同时与 5 纳米工艺相比,芯片面积减少了35%。

继今年上半年将 GAA 技术应用于其 3 纳米工艺后,三星计划在 2023 年将其引入第二代 3 纳米芯片,并在 2025 年大规模生产基于 GAA 的 2 纳米芯片。台积电的战略是在今年下半年使用稳定的 FinFET 工艺进入 3 纳米半导体市场,而三星电子则押注于 GAA 技术。

我们日常所说的数字芯片广义上指的是硅基芯片,但随着芯片技术的迭代,到达7nm节点之后,再要往前进一点面临的都是几十甚至上百倍的困难。目前数字芯片的迭代也已经逼近物理临界点,想要实现突破,继续在最先进制程上死磕是没用的。

在这种情况下,各国也都开始寻找新的材料以取代传统的硅基芯片,谁能最先找到并取得进展,谁就能在未来的发展中拥有更多的话语权。这对我们来说无疑是一个机会。

当然这并不是说我们就放弃了先进制程的研究,而是我们在追求先进制程的过程中,也在不断寻找新的突破口,以实现弯道超车。

在不断地实验、试错过程中,我们发现可以用其他材料来取代现在的硅基芯片,那就是石墨烯材料。中科院就提出了可以用石墨烯集成电路取代传统的硅基集成电路。石墨烯芯片很可能成为2nm制程的关键,这也是一个其他国家从未尝试过的全新方案,如果它能实现大规模量产,我们借此优势将能使我们的半导体产业更加完善,也不会再困于光刻机,甚至实现弯道超车。

根据市场实际需求,目前28nm制程仍然是需求关键,占总需求量90%,我们目前的28nm制程工艺已经相当成熟,足够应对市场所需。心急吃不了热豆腐,脚踏实地一步一步来,广积粮,筑高墙,缓称王。
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