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未来芯片制造的技术革命方向是什么？中国有没有可能弯道超车？

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发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

未来芯片制造的技术革命方向是什么？中国有没有可能弯道超车？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

目前的芯片都是硅晶芯片，如果不知道什么是硅晶芯片，小米雷总说过的都是拉着一车沙子制造出来的，就是沙子，现在在现有得工艺下，硅晶芯片在先进制程制造越来越难，最多到1nm或者2nm，如果没有改进工艺，那么就会是极限了，那么有没有下一代芯片的改革方向呢？答案是有的，一个碳基芯片，一个光芯片。

我国在碳基芯片的这方面研究如何？

应该说在碳基芯片这个领域上，我们国家做了很多工作，从2000年开始，我们就开始着手研究，到现在已有20年了，其中比较有成果是彭练矛团队，从现有的资料来看，相同尺寸的碳基芯片和硅基芯片，碳基芯片的功耗只有硅基芯片的十分之一，速度却能提升5到10倍，最明显的如果真能研制成功，我们后续的手机续航就能大大提供了。

目前国际半导体的在碳基芯片的研究也市场借用彭练矛团队的成果，特别在有着巨大的市场和句额的资金，我们的碳基芯片的技术是世界领先的。

光芯片的研究又如何呢？

光芯片就是为了突破现有的物理极限，寻求利用新型的光子材料而做成的光芯片，这也是一种替代方案。

其中光芯片主要技术就是光电转换的技术了，这部分技术也有应有在现在硅基芯片上 为什么我们5G能这么快，这也是于光电技术的应用。

那么光芯片我国的布局如何呢？可以说在光芯片的布局还处于早期的阶段，哪怕是利用现有硅基光电芯片依然是大量依赖进口，根据《中国光器件产业发展线路图(2018-2022)里面的资料显示，我国高端光电芯片产能严重不足，只有1%的市场份额，而光芯片在整个产业链上占又核心地位，有用较高的话语权和利润占比。了，所以目前的情况就是我们在光芯片方面的研究还存在大片空白。

我们要知道就算对下一代芯片有技术突破，也不能成为我们能够弯道超车的秘药良方，我们落后的设计水平，落后的制造工艺也是制约我们发展因素，不齐头并进无法谈弯头超车，就一个小问题，真有碳基芯片或者新材料的光芯片出来，但是我国最新消息也是2021年有可以制造28nm芯片的光刻机，但是5nm的硅基芯片真的比28nm的谈基芯片差吗？答案当然是不会的，所以别动不动就弯道超车，弯道超车也有一个技术积累的过程。

回答于 2019-09-11 08:43:50

碳基、3D打印是趋势，同时也会出现拐点

在芯片制造领域，台积电毫无疑问是全球的霸主。数年以来其市场份额都超过了全球市场份额的五成以上，拥有一大批全球知名芯片科技企业客户，例如高通、英特尔、三星、华为等；同时它所拥有的技术也领先其他同行业很多。

据了解目前台积电真在实验室测试5纳米技术，并同时正在研发2（截止目前三星公布的是3纳米）纳米芯片制造技术。而中芯国际目前虽然声称已经具备了7纳米芯片制造技术，但是迟迟没有见到量产产品出货。从整个发出水平来看，台积电基本上领先中芯国际至少两代以上。

在晶圆制造领域，国内比较大的就是中芯国际，但是其在全球市场上的比重还远远不行，技术含量还处于第二、三梯队层次。如果想凭借传统的制造技术超越台积电这样的制造巨头，其要走的路还有很长。

传统的芯片制造行业采用的是激光蚀刻的制造工艺，虽然整个制造的过程已经完成实现了自动化，但是由于整个过程需要庞大的电能进行支撑，而且所产生的各种电子废气废物也会对环境形成比较大的危害。所以全球的科学家一直在寻找更好的可以替代传统光刻芯片制造技术。

值得可喜的是，未来新的芯片制造技术有可能很快被突破，而这种突破则来源于3D打印技术的进一步挖掘。随着对3D打印技术的深层次发掘已经研发出了3D集成电路印刷技术，为了如果进一步优化这种技术非常有可能被用在芯片制造领域。

所谓的3D打印技术相信很多人都对这个名词非常的了解，它是一种完全不同于2D平面打印技术的方式，而是通过特殊的“墨滴”—就是各种不同的材料，然后按照制成的3D模型，通过高精密计算机的控制从而一体化的生成某一个3D结构物的技术。

目前世界上已经出现了3D打印汽车、3D打印房子和制造人体器官方面的尝试，并且都已经获得了成功。可以说，未来深挖3D打印技术对于攻克芯片制造难的问题将是一个重大的突破。

按照中国科学院纳米印刷技术创始人宋延林研究员的介绍，通过采用高精密材料，结合目前的数控科技和AI人工智能科技，可以实现在纳米级别的高精密度三维物体的打印效果。

在宋研究员的带领下，他们的研究团队真正进行微米级别的3D打印新技术的研究和开发，通过他们独创的印刷的方式，可以避免传统3D打印技术对于材料及精密等方面的一些弊病，从而就可以非常有可能使用在集成电路方面。

回答于 2019-09-11 08:43:50

集成度更大，体积更小，发热更小，频率更快，中国加快追赶。