芯片|碳基芯片是什么?中国工艺达领先水平,那能绕过EUV光刻机吗?

芯片|碳基芯片是什么?中国工艺达领先水平,那能绕过EUV光刻机吗?

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【芯片|碳基芯片是什么?中国工艺达领先水平,那能绕过EUV光刻机吗?】芯片|碳基芯片是什么?中国工艺达领先水平,那能绕过EUV光刻机吗?

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芯片|碳基芯片是什么?中国工艺达领先水平,那能绕过EUV光刻机吗?

什么是碳基芯片
2020年底 , 中科院制造出了一个8英寸石墨烯晶圆 , 于是网络上关于碳基芯片的说法也多了起来 。 此外我国在碳纳米管上的投入非常大 , 这使得我国在相关工艺上已经遥遥领先 。 那么这个碳基芯片到底是怎么回事呢?

要知道碳基芯片是什么东西 , 我们首先需要知道芯片是什么 。 简单来说 , 芯片就是一块雕满了电路的半导体 。 按普通人能理解的东西来举例 , 就是一块石头上雕出了花纹 , 电能在这种花纹中跑 。 而所谓的某某基芯片 , 是指这块“石头”的材料 。 正常的芯片都是用硅制造的 , 而碳基芯片是用一种碳元素(石墨)制造的 。

碳基芯片自身的问题
那么中国成功制造出了碳基芯片 , 可以绕过西方掌控的EUV光刻机吗?答案是不能 , 至少以碳基芯片现阶段起到的作用来说不能 。 首先碳基芯片本身就有很多问题 , 第一是碳元素太过于活跃 , 而且导电性极强 。 第二是碳基芯片制造成本高 , 根本没法量产 。

芯片这东西之所以要用半导体材料制作 , 是因为我们在使用的时 , 需要它在某些时候不导电 。 硅是一种优秀的半导体 , 足以满足芯片电路对导电性的需求 。 但碳做不到 , 碳导电性极强 , 芯片电路中的电信号很难正常流通 。 所以就目前来说 , 世界上还没有哪个国家能制造出碳基芯片 , 中国制造出了碳基芯片只是谣言 , 我们只是在碳纳米管的研究上比别国深入而已 。

在制造成本上 , 碳基芯片的成本很高 。 芯片的制造需要用激光在半导体上蚀刻出线路 , 当然 , 用化学方式蚀刻也行 , 但精度会大大降低 , 芯片的性能自然不如用激光烧出来的 。 而碳基芯片的问题是 , 碳能够燃烧 , 绝大多数碳元素在面对高热时都会燃烧或气化 。 这意味着以人类现有的科技水平 , 我们还无法量产碳基芯片 。

芯片的制造流程
除了碳基芯片本身的问题 , 我们无法绕过EUV光刻机的另一半大问题就是芯片的制造流程了 。 不管是碳基也好 , 硅基也罢 , 甚至是锗基、硫基 , 要制造成芯片总是要用光刻机烧的 。 光刻机是制造芯片的工具 , 不可能因为芯片换了一种材料就把工具丢了 。

就目前来说 , EUV光刻机依旧是人类手上精度最高的光刻机 , 如果我们要生产最先进的芯片 , 就必须用到EUV光刻机 。 或者中国研制出一款比EUV光刻机精度还高的光刻机 , 不然只是改变芯片的材料 , 根本绕不过EUV光刻机 , 我们还是会被卡脖子 。

不过碳基芯片虽然有这样那样的问题 , 但中国在碳纳米管上的投入并不是做无用功 。 因为现在摩尔定律已经走到头了 , 这说明5纳米、4纳米的芯片 , 已经走到了物理上的极限 。 要制造出新时代的芯片 , 人类需要找出更好的半导体 , 而碳基芯片 , 是相关领域的一次尝试 。