国产芯片看到黎明？石墨烯芯片有望取代传统芯片

俗话说：19世纪是铁时代，20世纪是硅时代，21世纪是碳时代。但同时，21世纪也是芯片时代。随着高新技术产业的蓬勃发展，市场对于芯片的需求量也急速上升，供需关系的不对等导致了“全球缺芯”的局面。

如今老美都已经宣称要和小日子过得不错的脚盆地区人民联合研发2nm制程了，而我们到现在也只能实现28nm制程的批量生产，差距不可谓不大。美国和日本要搞2nm芯片，这美国不是有台积电和三星吗?为什么它又要去扶持日本?这次跟日本的合作方式，也是计划联合成立一家新公司，至于不跟老牌企业合作建厂的原因，参考三星。对于美日联合，台积电之前也回应称"不担心"，因为他们自己的2nm生产线已经铺开，而且芯片良品率也很不错。作为当前公认的全球第一大晶圆代工厂，台积电还是有底气的。而且很多人都在唱衰美日合作，毕竟日本当年的半导体就被美国搞黄了，就看台积电和美日联合，谁的发展更快了。

从宏观上来看，查阅IC Insights的数据显示，自2020年以来，全球晶圆市场每年增长20%，其规模预计将从2020年的874亿美元、2021年的101亿美元继续扩大到2022年的1321亿美元。而又根据市场调研机构DIGITIMES Research此前的预测数据，仅是台积电一家，便拿下接近60%的2021年全球晶圆代工市场。

台积电在论坛上透露 2nm 制程工艺将基于全新的纳米片电晶体架构，与 5nm 工艺所采用的鳍式场效应晶体管(FinFET)完全不同。此前有消息透露称，台积电 2nm 建厂计划相关环保评审文件已提交送审，力争明年上半年通过环评，随即交地建厂，第一期厂预计 2024 年底前投产。在 2024 年进行风险试产，在 2025 年进行量产。

三星电子正押注于将 GAA 技术应用于3纳米工艺，以追赶台积电。据报道，这家韩国半导体巨头在6月初将3纳米GAA工艺的晶圆用于试生产，成为全球第一家使用GAA技术的公司。三星希望通过技术上的飞跃，快速缩小与台积电的差距。3 纳米工艺将半导体的性能和电池效率分别提高了 15% 和 30%，同时与 5 纳米工艺相比，芯片面积减少了35%。

继今年上半年将 GAA 技术应用于其 3 纳米工艺后，三星计划在 2023 年将其引入第二代 3 纳米芯片，并在 2025 年大规模生产基于 GAA 的 2 纳米芯片。台积电的战略是在今年下半年使用稳定的 FinFET 工艺进入 3 纳米半导体市场，而三星电子则押注于 GAA 技术。

我们日常所说的数字芯片广义上指的是硅基芯片，但随着芯片技术的迭代，到达7nm节点之后，再要往前进一点面临的都是几十甚至上百倍的困难。目前数字芯片的迭代也已经逼近物理临界点，想要实现突破，继续在最先进制程上死磕是没用的。

在这种情况下，各国也都开始寻找新的材料以取代传统的硅基芯片，谁能最先找到并取得进展，谁就能在未来的发展中拥有更多的话语权。这对我们来说无疑是一个机会。

当然这并不是说我们就放弃了先进制程的研究，而是我们在追求先进制程的过程中，也在不断寻找新的突破口，以实现弯道超车。

在不断地实验、试错过程中，我们发现可以用其他材料来取代现在的硅基芯片，那就是石墨烯材料。中科院就提出了可以用石墨烯集成电路取代传统的硅基集成电路。石墨烯芯片很可能成为2nm制程的关键，这也是一个其他国家从未尝试过的全新方案，如果它能实现大规模量产，我们借此优势将能使我们的半导体产业更加完善，也不会再困于光刻机，甚至实现弯道超车。

根据市场实际需求，目前28nm制程仍然是需求关键，占总需求量90%，我们目前的28nm制程工艺已经相当成熟，足够应对市场所需。心急吃不了热豆腐，脚踏实地一步一步来，广积粮，筑高墙，缓称王。