台积电1nm工艺重新定义了行业天花板，真的是一骑绝尘！

要说起芯片工艺目前已知的最高来到了3nm，但科技领域永远没有最强只有更强，当人们都认为3nm就是行业天花板的时候，台积电带着1nm工艺重新定义了行业的天花板，真的是一骑绝尘，让竞争对手望其项背。除了工艺的提升，台积电官方表示，制造这种1nm芯片的必要原材料中国的储量占全球的75%，另外由于金属铋很难单独存在，世界上仅有2个单独的铋矿床，其中1个就在位于我国广东省的怀集地区，中国几乎对1nm芯片原材料占有绝对控制权，这也给我们在芯片领域突破带来了近水楼台的优势。

目前，全球范围内半导体制程都是采用硅作为材料，但硅存在物理极限，于是国内外开始转向别的材料进行研究，这时候的二维材料成为大家的研究重心，但二维材料电阻大、电流小的缺点，却阻碍着研究的脚步。通过不断研究，麻省理工发现半金属电极能解决这一问题，而后便协同台大、台积电进行协作，开启新的研究道路。

众所周知，中国台湾省的台积电一直走在攻克芯片制程的最前列。就在不久之前，在台积电攻克完4nm芯片制程难题的时候，很多国内外专家就曾指出，这已经到芯片的极限了，再往后发展估计会超级困难。专家们的话并没有阻止台积电的进步，在相继突破3nm和2nm之后，迎来了一场令人震撼的技术盛宴，那就是1nm芯片的突破。

集成电路制造技术融合了半导体、材料、光学、精密仪器、自动控制等40多个工程科学技术领域的最新成就，代表当今世界微纳制造的最高水平，其技术水平和产业规模已成为衡量一个国家信息产业竞争力和综合国力的重要标志。集成电路产业处于电子信息产业链的上游，是一个有巨大市场规模且持续增长的行业，以2017年为例，集成电路产业对全球GDP的直接贡献高达4086.91亿美元。近年来，得益于物联网、云计算、大数据、人工智能等领域的快速发展，集成电路的应用范围正在不断扩大。

与此同时，集成电路是电子信息产业的基础和核心，一直在推动信息化和工业化深度融合中发挥着重要作用。比如，利用集成电路芯片对传统机床进行智能改造，形成了数控机床的新兴产业。汽车电子化是提高汽车安全性、舒适性和经济性等性能的重要措施，引发了汽车工业的新革命。面向传统行业定制的处理、控制、存储相关集成电路，不仅将重构传统行业发展生态，而且将驱动集成电路产业的发展。

近几年，半导体技术发展速度非常迅猛，芯片生产工艺在短短几年间，从10nm发展到如今的5nm，未来还将继续向3nm、2nm挺进。4月16日消息，据说台积电已经获得支持，有望在2030年量产1nm以下工艺。

台积电凭借着自己高超的工艺水平，在全球晶圆代工厂里占据一席之地，甚至一度成为领头羊，现在又突破了1nm芯片，其实力不容小觑。其实早在2018年台积电就率先突破了7nm，那一次的突破为他们稳固了自己的市场，还一度供不应求，场面好不热闹。

距离7nm的突破不过两年，2020年台积电再一次走向成功，有了新的进程，实现了5nm的量产。虽然台积电的霸主地位已定，但他们还在持续不断地进行研发，一步一步地刷新大家的认知，也在突破4nm、3nm、2nm的极限，迎来了1nm的芯片技术的重大突破。

为了协助台积电、日月光等半导体厂商，提前布局12寸晶圆制造利基设备，高雄半导体材料专区将建立南部半导体材料S廊带，用于掌握关键化学品和材料优化参数。简单理解为，高雄半导体材料专区将建立一块专门的区域，用于研发更先进的材料，用来生产1nm以下工艺芯片。

比纳米更小的长度单位为埃米，1埃米=0.1nm。想要突破1nm极限生产更先进的工艺，那么就需要进入到埃米工艺时代。要知道目前ASML最远规划的光刻机型号EXE:5200，数值孔径为0.55NA，最大限度也仅能服务于1nm工艺。而且，硅片、曝光洁净室也都达到了物理极限，想要将芯片工艺突破到埃米工艺，是非常大的挑战。

去年，台积电实现了5nm工艺量产，今年将会推出改进后的5nm+工艺。3nm工艺则会在2022年开始量产，同时2nm工艺也已经在研发当中，预计最快会在2024年问世。

2nm工艺之后，继续往前就是1nm工艺了。1nm并不仅仅是数字上的突破，更有可能是目前硅基半导体的终点。意味着当芯片生产工艺来到1nm之后，可能就要面临无法再突破的局面，必须选用全新的材料，才有望生产埃米工艺的芯片。

那么芯片工艺来到1nm，甚至埃米时代，到底能带来什么变化呢?最明显的，肯定就是芯片性能的提升以及功耗的降低。如果把控好性能与功耗之间的平衡，那么发热情况可能会得到全面改善，有望让手机、电脑等设备在轻薄上更进一步。