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第403章半导体纳米研究院

作者:静衍字数:2234更新:2022-03-06 14:55

这项技术虽然没有大规模商业化,但已经有了雄厚的基础,在过去的二十年间,全球科学家围绕半导体纳米线开展了系统深入的研究,为半导体纳米线功能器件领域,带来了蓬勃发展。

根据WebofScience的检索结果统计,从1999年到2015年,全世界关于半导体纳米线研究SCI论文总数超过17万篇。

经过这些年的发展,大家对半导体纳米线的可控制备、性能调控、器件构筑与应用的认识不断加深。

半导体纳米线技术也渐渐在不同领域,展现了巨大应用潜力,正逐渐从基础研究走向实际应用。

目前,基于半导体纳米线的场效应管、纳米发电机、纳米芯片、场发射器件、太阳能电池、发光二极管、激光器、光电探测器、光波导器件、存储器件、光催化以及高敏感化学与生物传感器等功能器件,相继被研制出来。

虽然,这些仅仅是实验室产品,成本极高,并无法大规模商用。

它未来的潜力和价值,却是无法估量的。

特别是在半导体领域,半导体纳米线承载着全球科学家的期盼,有望实现半导体功能器件领域的变革性发展。

根据一些相关领域的大牛展望,半导体纳米线功能器件,或许将成为纳米科技走向应用的重要突破点。

对芯片、各种半导体器材而言,小型化、低能耗和智能化一直是其重要的发展趋势。

当半导体器件线宽小于100nm时,将对设备和制造工艺提出更高要求,成本增加巨大,传统工艺的局限性越严重。

而基于传统工艺的光刻机,从起初的UV光刻机水平,逐步提升到了DUV光刻机水平,再发展到现在的EUV光刻机水平,在这条路上越走越远。

设备越来越大,成本越来越高。

它还有一个致命的缺点,就是有自身的物理极限,发展到一定的地步,就无法再深入发展下去了。

众所周知,光刻机也称紫外线光刻机,是利用紫外线加工芯片,DUV光刻机就是深紫外线光刻机,EUV光刻机就是极深紫外线光刻机。

光的颜色越靠近红色,它的频率越低;越靠近紫色,它的频率就越高。光的速度是一个常数,频率越高,波长越小。

EUV光刻机采用的光频率是极深紫外线频率,对应的波长大约为10~15纳米;DUV光刻机采用的光频率是深紫外线频率,对应的波长大约为200纳米;UV光刻机采用的光频率是紫外线频率,其对应的波长大约为360纳米。

也就是说,光刻机越先进,需要的光频率越高。

光的频率,它是一个物理客观存在的数值,是很难通过人为的手段去改变提高的。

……

现在采用的是极深紫外线频率,很难再找到更高频率的光线,所以光刻机的水平也很难再被提升。

光刻机技术得不到提升,直接导致芯片的制造工艺得不到有效地提升,也让芯片的制造工艺不可能由14纳米、7纳米、5纳米、3纳米、2纳米这样一直小下去,它是有物理极限的。

另外,用光刻机制造芯片的原材料硅晶,也有他自身的材料极限。

硅晶的最小的单位“硅原子”直径大约为0.22纳米。

如今传统的芯片制造工艺,是不可能比硅原子还小,超过0.22纳米。这个也是它的一个物理极限。

……

也就是说,传统的芯片制造工艺有两大极限。

一个是制造芯片需要的光刻机设备,光刻机采用光的频率,它是有物理极限的。

另一个是制造芯片需要的硅材料。芯片内部的晶体管,做得再小,是不可能比硅原子还小的,这也是它的物理极限。

这两个条件,任何一个达到极限,传统的芯片制造工艺就不可能再进步了。

也就代表,以光刻机和硅晶为原料的芯片制造技术,这条路走到了尽头。

……

而以半导体纳米线为代表的新技术,相比传统的半导体技术,却没有这些限制。

它的极限,它的潜力,远不是如今的传统半导体技术所能相比的。

……

不过,尽管知道半导体纳米技术才代表着未来,以英特尔为首的半导体企业,却在这方面,浅尝辄止,主要精力仍然放在传统的半导体制造技术上。

主要原因有两个,一是作为一项新技术,想要在半导体纳米线领域趟一条路,打造一个完整的体系,需要天量的资金,和极长的时间,去突破那些技术壁垒。

而且,短时间内很难商业化,用市场回笼资金去推进技术发展,只能用传统半导体技术产生利润给它输血。

根据目前的半导体纳米线技术,制造出来的芯片和半导体元器件,大概只有九十年代末的水平。

和目前传统工艺的半导体制造技术,根本没有可比性。

另一方面,以英特尔为首的半导体企业,几十年来,在传统半导体制造技术上投入了大量的资源,拥有无可匹敌的雄厚基础和优势。

目前的半导体制造技术尚未达到极限,还有许多潜力可供挖掘,这个时间将是以十年为单位。

它们不可能放弃在这一体系的巨大技术优势和专利,几十年的雄厚积累,重新调转车头,大力推进半导体纳米线技术,和别的新兴企业站在同一起跑线上。

这是一个艰难的选择。

……

对林睿来说,就没有这方面的烦恼了。

本身星空研究院和中芯国际,在传统半导体领域就没有多么深厚的技术积累,船小好点头,也没什么值得可惜的。

反而能和其他半导体巨头企业站在同一起跑线上,公平竞争。

随后,星空研究院下属的第九大分院,“半导体纳米研究院”成立。

新材料研究院关于纳米技术的所有技术和人员,也将转移到新设立的“半导体纳米研究院。”

林睿准备用十年时间和天量的资金,去推进和完善这套技术体系,并进行商业化尝试。

等传统的半导体制造体系走到极限,再用新技术一举颠覆他们,即便如今的这些半导体巨头半路上车,也加入到这套体系。

星空研究院也有了无可匹敌的技术积累和专利优势,直接立于不败之地。


  
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