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芯片即将达到物理极限,寿命还有多久,我们开发光刻机还能不能赶得上?
芯片,光刻,技术芯片即将达到物理极限,寿命还有多久,我们开发光刻机还能不能赶得上?
发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
芯片即将达到物理极限,寿命还有多久,我们开发光刻机还能不能赶得上?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
是即将,不是及将。
芯片即将达到物理极限,寿命还有多久这个我们无法得知,但是按照纳米工艺技术的发展,几乎已经到达瓶颈,目前最小的3nm技术已经在开始研发。再往下继续研发的话,每年的费用将上升成十上百倍,开发费用太高了,不利于市场发展。光刻机技术将变得越来越透明化,因为时间的积累,各个难关被攻破。会有新的技术来代替。那么在工艺技术达到瓶颈的时候,我们如何继续提升芯片的性能呢。
提升和优化芯片架构
当工艺不再升级,那么提升芯片的架构也是提升性能的一种方法,想当年高通骁龙八核处理器出来的时候,“一核工作,七核围观”,便是在产品的架构优化上面出现问题,而且架构的升级还可以增加核心的数量和频率,都是可以提高性能。
软件系统优化
光有好的硬件,没有软件驱动也是没有用的,就像我们电脑的显卡一样,必须要安装驱动才能达到更好的效果。又或者苹果系统和windows系统一样,更低的配置苹果的系统却更加流畅,这就是得力于软件和系统的优化。
中国弯道超车的机会(光芯片和量子芯片)
光量子计算芯片是上海交通大学物理与天文学院金贤敏团队通过“飞秒激光直写”技术制备出节点数达49×49的芯片,是世界最大规模的三维集成光量子芯片,也是国内首个光量子计算芯片,这是中国在芯片弯道超车的最大机会。量子芯片的计算性能相比传统芯片提升是上百万倍的。
最后说一下
虽然目前的硬件研发速度非常快,却忽视了软件驱动的优化,硬件的处理能力跟软件的逻辑能力有很大的关系,一个好的系统可以节省很多的硬件资源,就像苹果和微软、安卓的操作系统。所以在芯片发展到一定的极限上,民用的性能基本已经满足了,最大的优化还是在系统上。
回答于 2019-09-11 08:43:50
1.基础产业是共通的,不管是量子计算,光芯片,都需要最终转化为可以封装的芯片,然后如果做成5G芯片的话需要满足各种标准协议,而且最终的接口形式也要与传输,通信,数据交换设备能够互联互通。
2.量子计算,光芯片,生物芯片的很多部件都是硅基芯片的部件。绝不可能只有一个芯片就能产业转化,很可能是这些芯片跟硅基芯片组成有机体的生存状态。
3.硅基芯片从平面,到多层架构,再到引入碳基的技术将有可能再次突破。
绝对不要把割裂的科研技术作为芯片产业的核心支柱来看,而是当成一种希望和未来的方向。但绝不能放弃对现有芯片技术的研发和推进,因为国家在芯片技术领域基础本就薄弱,转向不知多少年才能成熟的新的解决方案,势必将中国的芯片产业变成技术孤岛,而且国外势力必欣喜不已,从而使中国芯片的通用性,可量产,可验证的产业链遭受打击,对产业化的培育更加致命。
劈荆斩棘,砥砺前行。可共绝不可独,望国家强盛,但绝不可掉以轻心。
困难就对了,因为芯片领域我们至少落后了20年。
难难难,但不趟过去就始终处在高悬的达摩克利斯之剑之下。战战兢兢不可终日。
回答于 2019-09-11 08:43:50
中国自己研发光刻机,已经没机会赶上世界顶尖水平了,但是研发之路不能停。那为什么要“明知不可为而为之”呢?
1、摩尔定律的确貌似快到极限了,目前主流的制程是7nm(纳米),5nm也即将量产。荷兰ASML公司正在研发新一代极紫外光刻机,以适应3nm制程的生产需求,预计明年就可以诞生,最晚后年。1.5nm制程的光刻机也排上了研发日程,预计2027年面世。
1.5nm之后,再想进化到1nm之内,难度非常之大。不过,再大的困难也难不倒科研人员,届时可能会出现新的替代技术,或新的替代原料。
2、中国的光刻机研发水平与国际上最领先的荷兰ASML相比,大概相差15-20年。我们不得不面对一个残酷现实:在替代技术和替代原料出现之前,要赶上世界水平,99%是不可能的!
既然希望渺茫,那干脆放弃算了,何必明知不可为而为之呢?打个比方,某高一尖子生现在的平均成绩是90分(满分100),差等生的平均成绩是50分,经过两年多发奋努力,高考的时候差等生平均成绩达到了80分,尖子生的平均成绩则是98分,两人都顺利考上了各自理想的大学。这就是中国光刻机与国际光刻机的研发现状与未来趋势,首要目标是“考上大学”,而不是赶上尖子生,“考上大学”就有机会“兼职挣钱”、“边工边读”,并在毕业后找到一个“长期挣钱的工作”。
3、为了更好地理解这个比喻,我们来看一组数据“全球智能手机普及率”。
中国目前还有32%的人没用上智能手机,大概4.6亿。这部分人群有智能机的需求,但对配置要求没那么高,这就是国产光刻机的市场机会。此外,非洲、东南亚、南美洲还有很多人没用上智能手机,市场空间巨大。目前国产光刻机(上海微电子)只能达到90nm,正在抓紧攻克28nm,如果过几年能够搞定14nm(这是国际市场目前普通智能芯片的对应工艺),获得大量订单实现产业化是很容易的。
以上只是简要分析手机芯片的市场,此外还有电脑、服务器,都离不开芯片。因此,并不能简单地说,我们达不到顶尖水平就没必要去努力挣扎了。
4、最后再补充一点,最近华为事件很火,导致关注芯片产业的人很多,但有的读者没搞明白芯片设计与光刻机的区别,甚至有的黄V作者也没搞明白就盲目答题误导读者。简言之,芯片产业包括研发设计、生产制造、封装测试三个环节,任何一个公司不可能自己搞定三个环节,每个环节都有无数家公司,光刻机属于生产制造环节的一个分支行业。华为在研发设计方面确实很牛逼,已经达到了5nm,但是自己生产不出来,中国的光刻机目前只能生产90nm的芯片,这就是最大的尴尬。更多相关内容,感兴趣的读者可以查看本人近期的问答,或互动讨论。
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