突破1纳米，“中国芯”传来好消息，或一举改变全球芯片格局

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作者：科技牛魔王
众所周知，华为麒麟9000一直都是采用台积电的5nm制程技术，但由于台积电的代工产线上含有美国技术配件，因此从2020年9月15日美国芯片禁令正式生效之后，便不再为华为代工芯片。由于我们没有相应的高端制程技术，以至于华为海思自主研发的麒麟9000芯片成了绝唱。



美国的芯片禁令虽然对华为智能手机带来了巨大的影响，但此次芯片“卡脖子”之痛，也让我们认识到了核心技术自主研发的重要性，并掀起了自主造芯的浪潮，国人们对于芯片也有了更多的关注。
传统硅基芯片的制造流程，是从一粒粒沙子里面提取99.99%纯度的硅晶圆，然后结合造芯所用的设备、材料，经过十几道工艺之后，才形成了能够镶嵌在智能家电、手机之中的拇指盖大小的芯片。



芯片越小，工艺制程就越复杂，性能就越高，目前市场上已商用的最先进的芯片，就是5nm制程的芯片。
虽然台积电、英特尔等企业都已对外宣布，现阶段正在自研3nm、2nm，但距离量产都还有一定的距离，更关键的是，3nm、2nm的理论良品率相比5nm大打折扣，逼近了物理极限。
这意味着，传统芯片如果想在制程上进一步突破，就必须有创新的技术出现，否则，就要另换航道，用新型半导体材料来开启新的芯片时代。
对于现阶段被老美“卡脖子”的国产半导体市场来说，摩尔定律无疑是我们缩小与西方的差距、迎头赶上最佳时机。



张钹院士表示，我们应该坚持多元化的发展策略，首先：在传统工艺上进行追赶，以弥补短板落下功课；其次，以创新的理念，暂时抛开设备的制约，在尖端芯片技术方面寻求突破，然后进行对等反制；最后，采用新型半导体材料，比如石墨烯、金刚石等等，以绕开封锁。
功夫不负有心人，在科学家们的不懈努力下，国产芯片开始多点开花，除了各项设备不断破冰之外，在芯片的创新方面，中国科学家也取得了不可思议的成果，且刊登到了国际科技周刊《自然》。



据媒体报道，刘源教授带领的湖南大学科研团队，通过范德华金属集成发，成功突破了1nm物理道沟长度垂直效应晶体管的制造技术，让传统芯片在综合性能的表现上有了延续摩尔定律的可能。
事实，这里所说的1nm与我们所理解的“几纳米芯片”并不是一回事，这个1nm是指电路板上正负电极之间的距离，这个距离越短，芯片传输效率就越高、能耗就越少，而且制造出的芯片的面积也更小，这就是业内将5nm制程定义为比7nm以上制程更先进的依据。



不过，虽然芯片整体的面积迭代的速度非常快，短短三十年时间，便从1000nm发展到了5nm，但是电路板上，电极之间晶体管物理道沟的长度却并没有迅速提升，反而是在20nm的节点技术上，很长时间都无法实现进一步突破。
但中国科学家们却打破了这一道技术壁垒，1nm垂直晶体管结构的诞生，意味着我国在传统芯片的尖端技术上终于实现了反超，随着芯片工艺的继续迭代，我们也有了反击老美芯片禁令的实力和底气。



更重要的是，中国科学家们的这项成果，有可能会延续摩尔定律，打破物理极限的束缚，给全球芯片市场提供一个新的发展思路或方向，从而一举改变现阶段由美国主导的芯片格局。