我国在芯片领域2nm芯片关键材料被确认，中科院立大功 !

近两年来，美国对华为等我国科技企业的芯片封锁，验证了几年前外媒对“中国芯”的评价--比较落后，但“中国芯”的落后是指传统的硅基芯片。

所谓的硅基芯片，就是将一粒粒沙子融化，提取出纯度高达99.999%的单晶硅，然后经过切割，制成薄薄的晶圆硅片，紧接着对晶圆硅片进行集成电路的光刻、蚀刻、等离子注入、封测等，最后才能应用在各种各样的电子产品上。

不可否认的是，在硅基芯片领域，我国的技术确实不如美国、欧洲和日本，美国掌握着光源技术、垄断着EDA工业软件市场，英国掌握着ARM芯片设计架构，日本垄断着化学材料光刻胶，美欧多国共同控制着光刻机等。

在经济全球化的今天，企业分工非常明确，为何我国芯片制造企业无法借用他国企业的高端技术制造芯片?究其原因，就是这些国家早在几十年前就签订了《瓦森堡协定》，禁止向我国出口一切核心技术，限制我国科技的发展。

美国对华为的芯片封锁，让我们意识到，要想打破芯片封锁，就必须两条腿走路，一方面加大在硅基芯片领域核心技术的攻关力度，快速完成追赶，甚至实现反超，一方面要积极探索新一代芯片，其中，碳基芯片被寄予厚望，且已经走在了世界各国的前面。

2nm芯片关键材料被确认

随着芯片制程工艺的更新迭代，硅基芯片的发展已经触摸到摩尔定律的天花板，每前进一步，不但要攻克无数个技术难关，制造芯片的材料也需要不断地进行更替，以便集成更多的晶体管。为了促进芯片行业的发展，全世界权威半导体专家齐聚一堂，在2021年“IEEE国际芯片导线技术会议”上共同探讨新型芯片材料问题。经过几天的讨论之后，参会专家的意见达成一致，将在光学、电学和力学更有优势的石墨烯定为下一代芯片材料。据媒体报道，为了芯片制程的发展，IEEE将石墨烯定为未来最主要的半导体材料，且继续遵循摩尔定律，2nm芯片关键材料将替换成石墨烯。

中科院立大功,石墨烯作为2nm芯片的关键材料，我国在这方面的技术处于一个什么样的水平呢?简单点说，我国可以卡住世界芯片行业发展的脖子。早在去年10月，中科院就实现了8英寸石墨烯晶圆的量产，堪称新一代芯片发展史上的里程碑。

值得一提的是，中科院制造的8英寸石墨烯晶圆，虽然比常规的硅晶圆小了一些，但却是世界首款石墨烯晶圆，是中国人在芯片材料领域首次实现对西方技术的一次超越，撕破了西方的技术城墙，让我国掌握了新一代芯片的主导权。据业内人士透露，多家芯片代工企业已经开始与中科院进行沟通，希望在石墨烯领域展开合作，其中不乏国内芯片代工巨头中芯国际，但可能涉及到商业机密，中芯国际给予了投资者一个模棱两可的回答：公司目前的业务暂未涉及到石墨烯晶圆领域。

在西方技术封锁之下，本着缺什么就造什么的原则，国产半导体产业在这几年迎来了迅猛发展，原本连中低端芯片都需要进口的国内市场，如今在28nm以上工艺制程芯片方面，日产能已超过了10亿颗。

然而，在高端芯片领域，EUV光刻设备却始终是绕不过去的坎，另外，随着ASML赴美，基本就意味着我们进口的EUV设备是彻底无望了。

尽管ASML表示：中国在十五年之内就能独自造出EUV光刻机，且会掌握所有核心技术。但所有人都清楚，在发展如此迅速的科技时代，“中国芯”等不了这么久。

而且目前的最尖端的3nm芯片制造工艺已经达到了物理极限，为延续摩尔定律，全球都在积极寻找着新型半导体材料，届时，新型芯片的制造会不会用EUV设备还是一个未知数。

鉴于这个情况，张钹教授指出，“中国芯”有两个破冰方向，第一：在传统硅基芯片领域进行追赶，继续保持对EUV等尖端制造设备的研发;第二：创新地研发下一代芯片，比如碳基、量子芯片、金刚石芯片等多种类型，至于最符合时代发展、最符合商业逻辑，一直没有确切的答案。

不过，眼看着3nm芯片的诞生越来越近，如果还无法确定出接下来的半导体发展方向，那么必然会出现技术断层。

为此，全球各大半导体巨头齐聚一堂，召开了IEEE国际芯片导线技术大会，经过几天激烈的讨论，终于有了定论：以石墨烯为材料的碳基芯片，被认为是最有希望打破3nm物理极限、延续摩尔定律的2nm新型芯片。

有消息称，中科院经过科学家的不懈努力，我国在芯片领域不断取得突破，如我国自主研发的光刻机，为芯片自主生产奠定了坚实的基础。近日，在中科院制造出2纳米芯片，这一个级别的芯片全称为垂直纳米环珊晶体管。实际上就是硅-石墨烯-锗基片。

一. 如果我国自主研发出光刻机2纳米不是梦

现在的问题是我们还没有研究出来2纳米光刻机。但是，按照中芯国际的最新报道，中芯国际已经成功绕过荷兰ASML公司光刻机的专利，并能成功制造出7纳米芯片，在今年年底即将量产。不得不说这是个天大的好消息。

二. 光刻机与芯片的关系

应该说没有匹配的2纳米光刻机，再好的芯片，也就是基片也制造不出来2纳米芯片。光刻机是把电子元器件，几个亿或几十个亿的电子元器件刻出来，这是最关键的一道工序。目前只有荷兰ASML能生产的光刻机也在5纳米制程上，可想而知，制造出2纳米的光刻机，其技术难度难以想象。

2018年，中芯国际曾向荷兰ASML公司订购两台光刻机，可直至今日，这两台光刻机依然不见踪影，显然荷兰ASML公司已经违约，但这家公司给出的原因是，未获荷兰政府批准，不允许出口。相信明眼人都能知晓其中原因，其实政府不批准并不是关键，关键是美国等西方国家想要卡住我们的脖子，封锁我国的芯片技术。

三. 荷兰ASML没想到的事情发生了

这次中芯国际却狠狠地打了ASML的脸，即使没有你的光刻机，"中国芯"依然能够实现自主化生产。早在去年年底，中芯国际CEO梁孟松就对外宣布，目前中芯国际已经成熟地掌握14nm工艺，并且将在2020年第一季度实现量产，预计每个月的产量能达到3K-4K枚，这个消息无疑让中国的芯片行业振奋了起来，因为华为的麒麟710A芯片的工艺正是14nm，并且这款芯片正存在着代工缺口。

据梁孟松介绍称，目前N+1工艺正在测试之中，这种工艺下的芯片有着非常好的性能，在N+1工艺的加持下，芯片功耗相比原来下降一半，SoC面积大幅缩减，测试数据表面，这种工艺已经十分接近台积电的7nm制程工艺了，也就是说，中芯国际在没有ASML光刻机的情况下，也完成了7nm芯片的生产。预计在今年年底实现量产

真的了不起，中芯国际好样的。