半导体技术突破：藏在预印本里的新变化，正在颠覆行业旧认知
室温生长大尺寸钙钛矿晶圆，居然真的做出来了
这么多年，半导体行业都在硅基这条路挤破头。3nm之后，漏电流大，功耗降不下来，连台积电都要喊一声难。之前大家都在找替代材料，二维材料、宽禁带半导体试了个遍，要么做不了大尺寸，要么成本上天。谁能想到，原来一直做光伏材料的钙钛矿，杀出来了。
麻省理工联合中科大团队发的成果，12英寸室温生长的单晶钙钛矿晶圆，电子迁移率比同等纯度的硅片还高12%，漏电流比7nm工艺的硅器件低40%。
12英寸室温生长单晶钙钛矿晶圆实物图
说实话我看到这个数据第一反应是学术灌水。之前钙钛矿什么德行大家都知道，小晶粒容易长，大单晶根本出不了，还怕水怕热，放半个月就坏。这次他们改了什么？说出来你可能不信，就是在生长溶液里加了0.3%摩尔比的烷基胺做表面钝化，把晶界的缺陷给补上了。
整个生长过程都是常压室温，不需要高温烧结，不需要真空拉单晶，十几个小时就能出一片完整的12英寸晶圆，成本直接降到硅晶圆的五分之一不到。哦对，去年年底他们已经把试验片送到国内封测厂做了逻辑器件测试，良率做到了92%，已经达到量产线的入门要求了。你说惊不惊喜？之前多少专家拍胸脯说钙钛矿这辈子不可能做逻辑器件，这脸打的，够响。
存算一体终于走出实验室，能跑大模型了
存算一体这个概念，喊了快十年了吧？我之前一直觉得这玩意就是圈钱的幌子。做个百八十个单元的小阵列，跑个手写数字识别，就敢吹能替代GPU，全是自嗨。去年年底长江存储公布的成果，直接把我脸打肿了。
他们做了一块基于成熟3D NAND工艺的全阵列存算一体芯片，容量做到128Gb，直接能用原来的3D NAND产线生产，不需要改任何核心工艺。
128Gb 3D NAND存算一体芯片测试板实拍
这个芯片跑7B参数的大模型推理，能效比直接干到了135TOPS/W，什么概念？英伟达A100的能效比才大概0.3TOPS/W，差了快四百倍。我的天，现在数据中心七成的电都用来跑大模型推理了，要是换成这个芯片，一年省的电费够造两座新的数据中心，这不香吗？
不过话说回来，现在这个芯片也只能做推理，做不了大模型训练，可编程性也还差口气，离量产上市还有个两三年的路要走。但是这已经把存算一体从“实验室玩具”拉到“可用”的阶段了，这一步跨的，比之前十年加起来都大。现在open AI谷歌都抢着拿样片回去测试，就知道这个东西分量有多重了。
突破值得开心，但别着急喊“弯道超车”
突破值得开心，但别着急喊“弯道超车”
现在很多自媒体一看到新技术突破，就喊“我们马上超越谁谁谁”，“旧技术马上被淘汰”，扯什么呢？任何半导体技术从试验片到量产，都要过五关斩六将，少则五六年，多则十几年，不是说你做出来一片试验片就能占领市场了。
就说钙钛矿晶圆，现在只测了初期的电学性能，长期稳定性怎么样？连续工作一年功耗会不会升？高温高湿环境下会不会降解？这些数据都还要测个三五年，就算一切顺利，建产线、调工艺，还要个五六年，没个十年根本到不了消费级市场。
存算一体就更不用说了，现在整个软件生态都是为冯诺依曼架构做的，要改生态，比做芯片难一百倍，不是说你芯片性能好就能把原来的GPU换了。还有，全球半导体产业这么多年投资了几十万亿美元在硅基产业链上，不可能说扔就扔，未来二三十年肯定是硅基和新技术并存，硅基还会继续挤牙膏，新技术慢慢渗透，不可能一下子就替换完。
不过话说回来，就算这些突破现在用不上，能看到这些新方向冒出来，就已经够让人开心了。前几年我还觉得，半导体就是走到头了，未来就是慢慢挤牙膏，没想到短短几年，跨界出来这么多新东西，光伏材料抢了逻辑器件的赛道，存储厂商抢了AI芯片的饭碗，这种打破常规的玩法，才是技术进步真正该有的样子。对吧？现在整个行业都在憋着劲找下一个方向，这些冒头的突破，说不定再过十年，就是改变世界的核心技术。