不依賴EUV光刻機!中國科學家突破芯片研制極限
於是,在成員的共同努力以及新技術的加持下,團隊最終破解了二維材料-接觸-柵介質-後道工藝的精確耦合調控難題,並利用原子級精度的加工和表征技術,驗證了規模化的數字電路。
研究圖示。復旦大學供圖
“這並不是一個顛覆性的整體變化。就像建造一棟辦公樓,地基和主體都和原來一樣,只是中間有幾層被用作商場而不是辦公室,需要專門設計。”包文中介紹,“無極”的集成工藝中有70%左右可直接沿用現有硅基產線成熟技術,其余核心的二維特色工藝,則結合了團隊自主設計的專用工藝設備和體系,包含20余項工藝發明專利。
一個個測試數據都表明,“無極”的集成工藝優化和規模化電路程度,均達到國際同期最優水平。包文中自信地說:“我們利用國產半導體設備和開源RISC-V架構,不依賴先進的EUV光刻機,而是融合了自主研發的二維半導體全套集成工藝,為開辟一條我國全新的芯片自主研發之路奠定了基礎。”
“二維半導體不會取代硅”
“正如地鐵出現以後,公交車依然有價值,二維半導體芯片和硅基芯片是互補的關系。”周鵬表示,“‘無極’采用微米級工藝,其功耗和納米級芯片功耗相當,如果采用更好的光刻機設備,功耗將進一步降低,將來在對低功耗有更高要求的設備上更具優勢。”
周鵬同時強調:“‘無極’只是概念驗證原型,整體性能和目前的商用芯片仍存在一定距離,當前並不具備市場優勢。”
目前,團隊正為“無極”的轉化落地努力。一方面,他們將進一步提升二維電子器件的性能和集成度,突破當前晶體管集成度瓶頸,使其在更多應用場景中具備更強的競爭力。另一方面,在產業化進程上,團隊加強與現有硅基產線技術的結合,推動核心二維特色工藝的產業化應用,並與相關企業和機構合作,使其盡快在實際產品中發揮作用。
包文中表示,過去幾十年間,集成電路的發展為二維半導體芯片的產業化發展積累了豐富經驗,“有理由相信,二維半導體芯片性能可以在較短時間內追上硅基芯片,最終形成和硅基芯片長期共存、應用互補的局面”。
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