近期值得关注的三项半导体技术突破,正在重构行业格局
上个月跑上海国际半导体展转了三天,鞋底磨穿了半层,踩了不少PPT画饼的坑,也挖到几个真真正正能改变行业的硬货。不是那种放五年十年都看不到影子的远景,是已经在实验室走通,离量产只差临门一脚的真突破。
碳基半导体的实用化突破,把芯片功耗砍了一半
碳基半导体喊了快二十年,很多人都听疲了,觉得就是实验室里赚经费的噱头,对吧?我之前也是这么想的。直到这次看到北大团队发在Nature上的最新成果,直接改变了我的看法。
他们做出来的16位碳基微处理器,稳定运行Linux操作系统完全没问题,同性能下,功耗比同等规格的硅基芯片低了超过50%。
北大碳基16位微处理器晶圆实拍
这和之前实验室里做单个晶体管凑成果完全不是一回事。能做完整的处理器,还能跑通用系统,说明整个制造流程已经走通了。
现在硅基芯片走到先进制程,最大的拦路虎就是功耗。苹果A17Pro性能拉满,一跑大型游戏就降频,根源就是硅的物理极限到了,漏电漏的厉害,功耗压不住。碳基的载流子迁移率比硅高十倍,天生就是做低功耗芯片的好材料。这次的成果,直接把碳基从实验室拉到了产业化门口。
不过话说回来,现在问题也很明显。良率太低了,一整片十二寸晶圆下来,能挑出来的合格芯片没几个,成本是硅基的几十倍。离大规模量产至少还要五六年。但方向踩对了,比什么都重要。
现有EUV的技术升级,不用换设备就能摸到2nm门槛
ASML卡我们脖子的事,大家都知道。最先进的High-NA EUV光刻机,想买也买不到,自己造要花海量的时间和钱。谁能想到,居然有人从现有设备里挖出了这么大的潜力。
中科院微电所最近公布的多重曝光相位匹配技术,说出来你可能不信,用现有的普通0.33NA EUV光刻机,就能刻出原来需要High-NA才能做的2nm制程线宽。
EUV光刻机多重曝光技术光路示意图
我看到新闻的时候差点跳起来。
这是什么概念?国内已经引进的几台EUV,原来大家都觉得最多做到7nm,撑死摸到5nm,接下来就没用了。现在直接解锁了2nm的能力,相当于花十亿买的设备,一下子多了至少十年的使用寿命,省下的钱和时间,根本没法算。
当然,缺陷也有。多重曝光要多套三四层mask,产能会降一些,良率也还要慢慢调。但是对于急着推进先进制程落地的厂商来说,这简直就是久旱逢甘霖。先做出来,再慢慢优化,总比卡在7nm动不了强太多。
哪有那么多必须按别人的规则走的道理?换个思路,旧设备也能出新活。
3D NAND的材料突破,单位容量直接翻三倍
3D NAND的材料突破,单位容量直接翻三倍
很多人只关注逻辑芯片,其实存储芯片占了全球半导体市场的快一半,价格战打了两年,大半厂商都熬的快不行了,就等一个突破打破僵局。
长江存储最近发的预印本,直接炸了圈。用氧化镓栅介质材料替代原来的氧化铪,在现有3D NAND的架构下,直接把单位存储容量提了三倍,芯片寿命还涨了20%。
说实话,这么多年,行业都在往堆叠层数上卷,现在都堆到三百多层了,再往上堆,串扰、漏电的问题越来越严重,成本降不下来,容量也涨不动。一堆新型存储比如RRAM、MRAM喊了十年,还是没办法大规模量产。
这次的突破太聪明了,不换架构,只换个核心材料,现有生产线改改就能用,不用新建工厂,不用换设备,落地速度快的离谱。
要是这个技术明年能顺利量产,2TB的消费级SSD直接就能干到两百块以内。你说,这是不是普通人能直接摸到的好处?
这两年大家都在说半导体难,卡脖子卡的喘不过气。但你看最近半年出来的这些突破,没有一个是跟着老外铺好的路走的,都是另辟蹊径,把不可能变成了可能。
技术这东西,从来都是哪里有堵点,哪里就会有突破。我已经开始等明年的新硬盘了。