當晶元製作到3nm的物理極限了,晶元該如何發展?

時間 2021-06-02 15:16:50

1樓:郎儀

詳見鏈結,這些研究一直沒停過

2樓:紫電輕風

人們一直在尋找能夠替代當前矽晶元的材料,碳奈米管就是主要的研究方向之一。在這方面,中國科學家已經走在了世界前列,這也為中國晶元產業的換道超車提供了可能。北京大學電子系教授彭練矛帶領團隊成功使用新材料碳奈米管製造出晶元的核心元器件——電晶體,其工作速度3倍於英特爾最先進的14奈米商用矽材料電晶體,能耗只有其四分之一。

3樓:

目前市面上主流的晶元大都以7nm工藝為主,在晶元競爭這一塊也進入了白熱化。台積電在去年已經公布訊息稱實現7nm工藝生產,現如今,IBM、NVIDIA以及高通都相繼加入這個陣營。

對於晶元領域而言,掌握核心科技才是硬道理。從晶元發展的藍圖上看,台積電在去年已經實現7nm工藝的量產,預計今年實現7nm EUV量產,其中華為麒麟985和蘋果A13處理器將會首批嘗鮮7nm系列工藝裝置。根據台積電給出的時刻表可知,其預計明年進入5nm設計,2021進入3nm設計,最終會在2023年實現3nm工藝的量產。

其實早在去年台積電就已經啟動3nm晶圓廠的籌備工作,今天台灣環保部門正式通過台積電3nm晶圓廠的專案初審,同意用地的申請,3nm晶圓廠最終會在新竹園區生根發芽。整個專案初步預算投入4000億資金,折合人民幣約為879億人民幣,這足以看出台積電要攻克3nm製程的決心。

而3nm被公認為已經達到摩爾定律的物理極限。摩爾定律問世已有40餘年,早在20世紀60年代初期,一根電晶體要價高達10美元,隨著科技技術的突破,電晶體也越來越小。但是萬物都是有極限的,晶元也不例外。

一旦晶元的線條寬度達到奈米(10^-9公尺)數量級時,就會引發一系列高熱效應。

為了應對這個問題,三星在3nm節點設計上採用了GAA環繞柵極電晶體工藝,此項技術能有效取代FinFET電晶體技術,從而增強電晶體的效能。

但目前台積電並沒有透露3nm工藝的具體技術細節,在技術上會不會突破瓶頸,暫無從考究,但是3nm無疑是提上日程,生產已是板上釘釘的事,我們且看且分析!

3nm之後,晶元製造何去何從?

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