硅芯片的物理极限解决！台积电1nm要来了？

前不久，IBM公布了2nm技术路线，让人倍感振奋。虽然摩尔定律速度放缓，但硅晶片微缩的前景依然广阔。不过，2nm之后就是1.5nm、1nm，硅片触及物理极限。

不过，IBM的领先优势只维持了短短几天，全球代工巨头台积电便官宣了最新的研发进展。据悉，台积电已经和美国麻省理工学院等合作研发出一种新型半导体材料——半金属铋，这种材料可以帮助台积电实现1nm及以下工艺制程。

众所周知，硅一直是半导体生产过程中的主流材料，但随着硅材料物理极限的逼近，工艺制程、芯片性能等都很难再往前推进。

因此，找到硅的替代材料一直是业界所希望取得的而突破，目前来看，台积电再次走在了行业前列。据悉，半金属铋可以最大幅度降低电阻，提高电流传输速度，有助于突破摩尔定律的极限。

与竞争对手三星、英特尔相比，台积电的领先优势无疑将在现有基础上，进一步扩大。按照台积电的说法，其3nm工艺将在今年年底进行风险试产。

但也有供应链消息传出，台积电3nm工艺进展顺利，试产进度也比原计划提前，且台积电正在考虑赴美建设3nm芯片工厂，耗资超1600亿人民币。

日前，台大、台积电和麻省理工共同发布研究成果，首度提出利用半金属Bi作为二维材料的接触电极。它可以大幅降降低电阻并提高电流，使其效能媲美硅材料，有助于半导体行业应对未来1纳米世代的挑战。

论文中写道，目前硅基半导体已经推进到5nm和3nm，单位面积容纳的晶体管数量逼近硅材料物理极限，效能无法逐年显著提升。此前，二维材料被业内寄予厚望，却始终掣肘于高电阻、低电流等问题。

此次三方合作中，麻省理工是半金属铋电极发现者，台积电将铋(Bi)沉积制程进行优化，台大团队运用氦离子束微影系统(Helium-ion beam lithography)将元件通道成功缩小至纳米尺寸，终于大功告成，耗时长达一年半的时间。

4月下旬的时候台积电更新了其制程工艺路线图，称其4纳米工艺芯片将在2021年底进入“风险生产”阶段，并于2022年实现量产;3纳米产品预计在2022年下半年投产， 2纳米工艺正在开发中。

大家也知道，目前全球最先进的芯片制程工艺是5nm，三星和台积电都能做到量产，但和台积电相比，三星在良品率上稍稍逊色。

值得一提的是，在3nm芯片和2nm芯片方面，台积电也是占优的。据了解，台积电有望在今年年底试产3nm制程的芯片，并计划在2022年实现 量产。而在2nm芯片上，台积电也取得了突破，GAA工艺或让台积电在2024年实现2nm芯片的量产 。

台积电与美国斯坦福大学共同研究 出了一种新型半导体材料——半金属铋。台积电表示，半金属铋不仅可以作为电极，还可以搭配二维材料，实现更加高效的 电流传输。也就是说，台积电可以使用半金属铋生产制造出1nm芯片，甚至更 小的芯片。

在台积电看来，7nm芯片、5nm芯片制程工艺的量产的技术 已经很成熟，接下来的3nm以下芯片的量产技术，才是未来需要布局的。也怪不得台积电会说，1nm也不是那么难制造的。

从台积电官宣的这两则消息看来，对华为并不是太好，现在的华为在市场份额极低，这两个企业的强大更加让华为不利，但是这也在任正非的意料之中，为什么这么说呢?

第一，台积电被限制出货之后，华为就受到了巨大影响，当时任正非就看透了局势，既然美国打压华为，那任正非也不能等着啊，于是，任正非就转型生态领域，并取得了成功，说回来还得感谢美国的打压，让华为突破到其他领域!第二，任正非希望摆脱美国技术的重围，并表示，我们将全力攻克半导体行业，彻底摆脱美国技术，用新材料突破芯片领域的瓶颈，实现自主技术研发只是时间问题!

当前，我国企业要团结起来，加强科技发展，同时，我国应加大扶持力度，加强人才选拔，只有这样，才能不被随意“掐脖子”!