真無需光刻機(jī)嗎？石墨烯的突破，將解決“中國芯”的困局？

半導(dǎo)體行業(yè)是高科技中十分重要的產(chǎn)業(yè)，因此各國對芯片的生產(chǎn)十分重視，芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷史從最初的微米到納米技術(shù)，從90nm的工藝到現(xiàn)在5nm的工藝，每一次進(jìn)步都凝聚了很多人的心血。而生產(chǎn)芯片的主要原材料來自于硅，硅相當(dāng)于一棟房子的地基，沒有硅的存在是無法生產(chǎn)出芯片。畢竟巧婦難為無米之炊，硅是芯片生產(chǎn)過程中最基礎(chǔ)而又最重要的材料，只要有了硅，成熟的技術(shù)和一身的本領(lǐng)才能有發(fā)揮的可能和空間。在我國，與芯片的遭遇一樣，硅材料的大部分專利同樣也被歐美各國所壟斷了，中國再一次被“卡脖子”了。而近日，中國似乎研發(fā)出新技術(shù)，有望解決當(dāng)前中芯的困境。

在硅被壟斷的情況下，中國努力尋找到硅的替代品，通過石墨烯作為基礎(chǔ)材料，制造成碳基芯片，從而能在原材料上獲得自主權(quán)，開墾出了屬于中國自己的草場運(yùn)用這項(xiàng)新技術(shù)也能獲得碳基芯片，再也不用被擔(dān)心“卡脖子”了，中國已經(jīng)突破了芯片新技術(shù)，8英寸石墨烯晶圓就是新技術(shù)的成果。雖然有了新技術(shù)，但還有一個(gè)重要的問題仍然沒有被解決，那就是通過新技術(shù)制造碳基芯片是否需要光刻機(jī)呢？畢竟光刻機(jī)也是被外國所壟斷的技術(shù)。

據(jù)了解，光刻機(jī)是芯片生產(chǎn)的重要生產(chǎn)設(shè)備，通過光刻機(jī)才能生產(chǎn)出芯片，尤其是高端的5nm芯片更是離不開光刻機(jī)，光刻機(jī)被譽(yù)為“半導(dǎo)體工業(yè)皇冠上的明珠”，多年荷蘭的阿斯麥在全球范圍內(nèi)占領(lǐng)了75%的市場，并且阿斯麥還是當(dāng)下全球唯一一家能生產(chǎn)最先進(jìn)EUV光刻機(jī)的企業(yè)。

在芯片制造的步驟中，光刻機(jī)肩負(fù)了最復(fù)雜和最關(guān)鍵的工藝，此前，中國曾在2018年向ASML購買了一臺(tái)光刻機(jī)高達(dá)1.2億美元，但由于種種限制這臺(tái)被視為芯片行業(yè)救命稻草的光刻機(jī)到現(xiàn)在都還沒能到貨。EVU光刻機(jī)和低端光刻機(jī)都一直受國外把持，能否購買也是他們說了算，因此只有解決光刻機(jī)的問題才能推動(dòng)碳基芯片的生產(chǎn)以及我國半導(dǎo)體行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

據(jù)了解，碳基芯片與硅芯片在使用同類工藝制造時(shí)，碳基芯片的性能是硅芯片的10倍，就算以后使用低端的光刻機(jī)生產(chǎn)芯片也能達(dá)到和硅芯片一樣的效果，也就是說此后碳基芯片的生產(chǎn)沒有必要使用高端的光刻機(jī)。我國對碳基芯片的研究已經(jīng)位列世界前沿水平了，而硅基芯片卻遇上了摩爾定律極限的困境，而碳基芯片能夠替代硅基芯片，所以碳基芯片很有可能用來解決當(dāng)前的芯片瓶頸，經(jīng)過分析和研究，業(yè)內(nèi)也一致認(rèn)為摩爾定律已經(jīng)接近極限，而芯片工藝也無法突破當(dāng)下的發(fā)展。

從碳基芯片出發(fā)，中國就能完全繞開歐美各國建立屬于自己的芯片產(chǎn)業(yè)鏈，完全有可能解決中芯國際當(dāng)下被“卡脖子”的困境，擺脫對國外技術(shù)的依賴和設(shè)備的供給，中芯國際才能打造國產(chǎn)化替代產(chǎn)業(yè)鏈。

此前，在特朗普離開白宮之后，對中國光刻機(jī)封鎖的荷蘭也終于肯對中售賣了，雖然這將解決中國當(dāng)下的困境，但技術(shù)始終是別人的這樣做只是治標(biāo)不治本，中國只有研制出光刻機(jī)才能避免再次陷入被封鎖的局面。荷蘭肯賣光刻機(jī)并不是想通了，而是中國自己能制造光刻機(jī)了，這個(gè)套路聽起來很耳熟對吧，此前也發(fā)生過類似的事件，就是中國研制出熊貓EDA的時(shí)候，美國三巨頭公司低價(jià)傾銷他們生產(chǎn)的EDA，荷蘭此舉就是照貓畫虎的行為。

上海微電子就是能制造光刻機(jī)的廠商，雖然其制造的工藝較為落后，已經(jīng)落后荷蘭的ASML兩代工藝，但不積跬步無以至千里，不積小流無以成江海，中國從來都是這樣，實(shí)現(xiàn)從無到有，從努力追趕到創(chuàng)新自主，我國此次研制的光刻機(jī)也能滿足當(dāng)下的市場需求。綜合多方媒體報(bào)道，上海微電子設(shè)備公司（SMEE）采用國產(chǎn)以及日本零部件研發(fā)的28nm第二代深紫外（DUV）光刻機(jī)有望在2021年4季度實(shí)現(xiàn)交付，國產(chǎn)光刻機(jī)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)完全自主，繞過了美國技術(shù)支持，若是國產(chǎn)光刻機(jī)能夠后來居上，相信荷蘭的光刻機(jī)的市場份額將會(huì)被搶占。

硅的替代原料有了，如今對芯片生產(chǎn)至關(guān)重要的光刻機(jī)中國也有能力自主生產(chǎn)了，那么中國的芯片行業(yè)就有了欣欣向榮的未來，一些科研人員也在夜以繼日的深入研究和學(xué)習(xí)新技術(shù)，爭取早日追趕上其他國家的進(jìn)度，為實(shí)現(xiàn)中國半導(dǎo)體行業(yè)自主而努力。有了各方的努力，中芯國際突破困境將不再是畫中夢了。