谁能担当下一代芯片材料的大任?

直到目前最为先进的芯片工艺制程已经达到了五纳米,而全球半导体加工双雄三星和台积电在三纳米方面不断比拼,美国科技巨头IBM更是宣布造出全球第一颗两纳米制程半导体芯片,稳坐了霸主地位。

芯片

但如果想要研制一纳米以下的芯片,那摩尔定律将在硅基芯片上彻底失效,这也意味着硅基芯片的极限即将到达,但一纳米绝不能成为人们研究芯片的底线,此时,摆在全世界面前的难题,似乎只有一个解决办法,那就是寻找新的代替材料,谁先找到谁就占据了发展先机。

近几年,关于新材料的讨论热度越来越高,各大芯片厂商和相关机构也在积极寻找,否则大家都将面临没有芯片用的困境。最先找到突破口的是台积电与台达,美国麻省理工学院合作研究发现的二维材料结合,半金属铋!

铋

美国麻省理工团队首先发现在二维材料上,搭配半金属铋的电极能大幅降低电阻并提高传输电流,随后,台积电技术研究部门将铋沉制程进行优化,台湾大学团队并运用氦离子束无影系统,将元件通道成功缩小至纳米尺寸,最终这项研究成果获得了突破性的进展,可以说,二维材料被行业内寄予厚望。

但研究进行到这里却面临了更大的难题,那就是铋元素储量非常小,在全球范围内的矿区都屈指可数,且提炼高纯度铋元素的工艺非常复杂,稀释延展性更是奇差,想要高效且大量使用在芯片上难度非常高,可以说并非研制顶尖芯片的最佳候选。

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