大家好，今天小編關(guān)注到一個(gè)比較有意思的話題，就是關(guān)于發(fā)展科技不需要資源嗎的問題，于是小編就整理了1個(gè)相關(guān)介紹發(fā)展科技不需要資源嗎的解答，讓我們一起看看吧。
最近，美國收緊了出口管制，臺積電不再接受華為新的訂單，中芯國際雖然能夠生產(chǎn)14nm工藝的芯片，突破了N+1、N+2制程工藝，然而中芯國際使用的光刻機(jī)仍然來自于荷蘭ASML，含有“美國技術(shù)”，是否受到管制條款制約，還是個(gè)問題。那么，我國發(fā)展芯片能夠繞過光刻機(jī)嗎？
光刻技術(shù)與照相技術(shù)差不多，照相機(jī)是將鏡頭里的圖像印到底片上，而光刻機(jī)是將電路圖“刻到”硅片上。在光刻工藝中，將涂滿光敏膠的硅片作為“底片”，電路圖經(jīng)過光刻機(jī)，縮微投影到“底片”上，制作芯片的過程，就是重復(fù)幾十遍這樣的過程。最終，指甲殼大小的芯片上集成了上百億個(gè)晶體管。
目前，光刻機(jī)的龍頭企業(yè)是荷蘭的ASML，幾乎占領(lǐng)了100%的高端光刻機(jī)市場，最先進(jìn)的EUV光刻機(jī)只有荷蘭ASML能夠生產(chǎn)。造價(jià)高到1.5億美金的EUV光刻機(jī)，集成了全球最先進(jìn)的技術(shù)，來自美國的光源和計(jì)量設(shè)備，來自德國的鏡頭的超精密設(shè)備，來自法國的閥件，來自瑞典的軸承等等，可以說集人類智慧于大成。
早在2018年，我國的中芯國際從荷蘭ASML那里預(yù)訂了一臺EUV光刻機(jī)，然而受到美國的影響，至今未收到這臺光刻機(jī)。中芯國際雖然突破了N+1、N+2工藝，然而后續(xù)的5nm、3nm工藝仍然離不來EUV光刻機(jī)，形勢依然很嚴(yán)峻。
我國生產(chǎn)光刻機(jī)的企業(yè)是上海微電子，成立于2002年，由于起步較晚，因此在光刻機(jī)領(lǐng)域與荷蘭AMSL仍然有很大的差距。上海微電子能夠量產(chǎn)的光刻機(jī)是90nm制程，而荷蘭AMSL最先進(jìn)的EUV光刻機(jī)可以生產(chǎn)5nm工藝制程的芯片，根據(jù)科學(xué)家的說法“至少有20年的差距”。最新消息，上海微已經(jīng)突破了28nm工藝的光刻機(jī)，大大降低了與荷蘭ASML的差距，希望能夠盡快量產(chǎn)。
如果想要做目前最先進(jìn)的5nm或7nm工藝芯片，除了荷蘭ASML研制的EUV極紫光光刻機(jī)，全球都無法找到第二個(gè)可以替換的機(jī)器，但是未來未必沒有替換的技術(shù)！
其實(shí)光刻機(jī)每個(gè)部位都是包含各種學(xué)問，但是最重要的是把復(fù)雜電路通過光刻在硅片上，這一步就是叫做“光刻”，它是怎么做的呢？
首先準(zhǔn)備好一塊晶圓，這是由硅片加工成的，然后在晶圓上涂抹上一種特制的光刻膠，再把華為或者蘋果等芯片設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)的以億級為電路原件單位的芯片藍(lán)圖制作成一個(gè)掩膜，這是可以理解一種投影底片。
下一步來了，把這份芯片圖轉(zhuǎn)印到準(zhǔn)備好的晶圓上，而越小的納米單位就意味著在更小的間距里放進(jìn)更多的電子元件，此時(shí)對這個(gè)投影光的要求極高，而目前最先進(jìn)的就是EUV極紫外光。
最后，極紫光投到晶圓的光刻膠上并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，把一部分材料變得可以溶解，然后一清洗，此時(shí)的晶圓就留下了光刻的芯片電路。
在當(dāng)前硅基半導(dǎo)體時(shí)代，光刻機(jī)是芯片制造過程中無論如何都無法繞過的核心關(guān)鍵設(shè)備！光刻機(jī)的技術(shù)十分復(fù)雜，研發(fā)難度極大，所以才導(dǎo)致世界上只有荷蘭、日本和我國能制造光刻機(jī)。但我國只能制造低端光刻機(jī)，與世界先進(jìn)水平的差距在20年左右！
現(xiàn)代芯片的制造技術(shù)已經(jīng)越來越接近硅基材料的物理極限了，那么這個(gè)物理極限是什么？
芯片是由數(shù)以億計(jì)的晶體管和晶體管間的連接電路組成的，每一個(gè)晶體管都是由源極、柵極和漏極組成。加工工藝越先進(jìn)，晶體管的體積就越小，源極和柵極間的溝道同樣也會(huì)縮短，當(dāng)溝道縮短到一定程度的時(shí)候，量子隧穿效應(yīng)就會(huì)變得極為容易。換言之，就算是沒有加電壓，源極和漏極都可以認(rèn)為是互通的，那么晶體管就失去了本身開關(guān)的作用，因此也沒法實(shí)現(xiàn)邏輯電路。
現(xiàn)在芯片的制程技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了5nm水平，3nm芯片技術(shù)正在研發(fā)當(dāng)中。由于技術(shù)難度的加大，新一代技術(shù)的研發(fā)周期就會(huì)變得更長，這樣就給技術(shù)后進(jìn)者留下了追趕機(jī)會(huì)。
當(dāng)然有了！我們有兩條技術(shù)路線可以選擇。
第一、繼續(xù)走傳統(tǒng)的硅基芯片的技術(shù)路線：走這條技術(shù)路線，我國最大的困難在于光刻機(jī)技術(shù)的短板，但是我們已經(jīng)開始了攻堅(jiān)。明年我國首臺28nm工藝光刻機(jī)即將實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，預(yù)計(jì)在2028年左右，我國將具備EUV光刻機(jī)的生產(chǎn)能力。
第二、研發(fā)可以替代硅基材料的新材料：既然硅基材料已經(jīng)快要發(fā)展到了極限了，人類怎么可能會(huì)坐以待斃，紛紛開始著手研究替代材料。研究發(fā)現(xiàn)，碳基材料具備可以替代硅基材料的潛力。5月22日，北京大學(xué)電子學(xué)系彭練矛院士和張志勇教授團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)》雜志發(fā)表《用于高性能電子學(xué)的高密度半導(dǎo)體碳納米管平行陣列》論文。這一研究結(jié)果，為我國基于碳基材料的半導(dǎo)體制造技術(shù)進(jìn)入規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
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