国产“芯”技术曝光,台积电、ASML没料到,外媒:这才是科技创新

中国芯片领域最近几年动作频频,特别是在绕过国外设备限制上,搞出了一些让人眼前一亮的成果。拿复旦大学团队来说,他们从2022年底开始,就在国际期刊上扔出一枚重磅炸弹。那篇论文是关于硅和二硫化钼结合的异质互补场效应晶体管,简单说,就是把传统硅基晶体管和二维材料叠在一起,形成一种新结构,能在不换设备的情况下把芯片密度翻倍。

这东西一出来,全球半导体圈子都炸锅了,因为它直接挑战了依赖极紫外光刻机的传统路径。台积电那边正忙着用ASML的设备冲3纳米节点,结果中国这边用材料创新就给绕过去了。外媒像TechCrunch和EE Times报道时,直呼这才是真正的科技创新,不是堆钱买设备的简单活。

先说说这个技术的来龙去脉。复旦的周鹏教授团队从2018年左右就开始钻研二维材料怎么和硅基集成。起初他们试了机械剥离和化学气相沉积,但界面总出问题,漏电流太大。到了2019年,换成低温聚合物转移,温度压到150度以下,才避开热损伤。2020年搞出第一个原型,能做基本反相器,但稳定性差。

2021年加高k栅极介质如氧化铪,功耗降下来,还和国内晶圆厂验证兼容性。2022年初集成上百个晶体管阵列,论文审完后12月8日上线。测试数据挺硬核,开关比超10的7次方,亚阈值摆幅接近60mV/decade。这不光是实验室玩具,还能直接插进现有生产线。比方说,中国量产主力是14纳米FinFET,套上这个,就能出7纳米水平的性能,够国内九成芯片用。中芯国际的7纳米再加持,能逼近5纳米,基本盖住99%的需求。

全球反应来得快。2023年1月,美国半导体协会评论说,中国在二维材料上进展可能改写行业格局。日本佳能赶紧推纳米压印设备,2023年10月16日出FPA-1200NZ2C,价格只有传统光刻机的十分之一,功耗低30%,已经在铠侠的NAND闪存上用,图案化到5纳米级。美国Zyvex Labs 2022年9月28日放出电子束系统,精度亚纳米,突破1纳米极限,虽产量低,但量子计算领域有戏。

美光1-beta DRAM工艺2022年11月1日采样,不用极紫外,靠多重图案化省成本。这些都证明,绕过极紫外不是梦。中国方案在这趋势里站稳脚跟,复旦团队2023年中在国内会议秀小型逻辑电路,AND和OR门功耗比传统低15%,连续开关10的6次方次衰减不到5%。

2024年,复旦和企业建联合实验室,专注二维材料规模转移,目标2026年小批量产。2025年4月5日,他们放出“无极”处理器,32位RISC-V架构,5931个晶体管,25个逻辑单元,能处理4.2亿数据点。这是二维材料从单器件跳到系统集成。

10月8日,又在《自然》上报全球首颗二维硅基混合闪存芯片,用原子级薄层做内存核心,结合CMOS电路,读写速度破纪录,内存产率94%。这芯片几原子厚,整合二维电子器件和硅基电路,解决传统闪存密度瓶颈。团队用刘春森研究员的话说,这是从原子器件到芯片的全链条突破。外媒如ASM International和Tom's Hardware报道时,强调这混合架构是世界首创,帮中国减少对国外依赖。

中国整体芯片自给率也在爬坡。2025年预计达50%,虽没到2015年“中国制造2025”设的70%,但进展实打实。政府投大基金,2014年起步,2024年第三期砸470亿刀,重点本土工具。光刻领域,上海微电子(SMEE)在后端包装有优势,但前端落后。

AMIES 2025年2月成立,在深圳展会上秀光刻和包装工具,试28纳米DUV多重图案化,瞄7纳米输出。中芯测试裕良生工具,也在这一线。华为Ascend 910C芯片800 teraflops,用老DUV挤性能,靠多重曝光建小特征。云矩阵384连384个Ascend,性能超英伟达集群两倍,虽耗电多,但中国能源不成问题。软件端,用8位4位格式高效计算,DeepSeek AI模型证明可行。

绕不过的坎是极紫外。中国试逆向ASML DUV,拆机时坏了,还叫ASML修,暴露依赖。禁运下,不能进顶DUV如1970i和1980i,更别说EUV。SMEE申请EUV专利,用激光等离子源13.5nm,但商用远。投资370亿欧建本土EUV系统,华为中芯眼2025三季度试,2026推。但多分析师说,中国在光刻、沉积和刻蚀落后几年,市场份额低,尤其EUV零起步。光刻胶有突破,2025年10月Nature论文详解光阻材料,帮缺陷控制和产率。日荷美限出口,影响中国高科技自给。

ASML日子不好过。2024三季度卖75亿欧,系统销售42%来自中国,但2025指导中国业务降到20%,总收入300-350亿欧。股价波动,投资者愁。高数值EUV一台4亿刀,本想赚翻,但多国绕路,需求弱。公司2005年前份额小,财务苦,如今风险重现。台积电加码ASML合作,推高NA EUV,但成本高。中国创新让台积电3纳米市场份额压力大。

日本纳米压印成平行路。佳能设备帮存储芯片,成本低。Canon Nikon供光刻机,但限中国进。Zyvex电子束低产,但精密。美光不用EUV的工艺,行业多样化。中国混用软件硬件,建自足AI栈,不求一夜超英伟达,只求够用训模型,避禁运。

供应链脆性露底。ASML靠德国蔡司镜片、美国Cymer激光,禁运加剧不均。中国转本土,14纳米兼容新结构,2025中芯整合,7纳米升5纳米级。Reuters报,这可满足中国99%需求,少进口。半导体从设备导向材料创新转,影响大。

中国不光堆钱,还搞开放创新加自力更生,混搭走。军民融合用民用防限,减风险。出口控让中国加速,补贴帮,但瓶颈在知识转移、部件和领先厂合作。市场份额升,但关键段如光刻落后。EUV无,DUV浸没零,ArF干KrF也零。原子层沉积类似。

外媒如Bloomberg和SCMP说,中国创新重塑全球链。US House面板批ASML等卖中国军联公司,推新控。但ASML守2025展望,收入440-600亿到2030,毛利56-60%。Trump上台不确定。

中国芯片路长,但二维硅混和闪存等成果,证明材料创新能绕设备限。外媒呼这是真创新,台积电ASML得警醒。全球赛从垄断转多元,中国份额升,自给50%近。未来看谁先规模化,但中国势头猛。

展开阅读全文

更新时间:2025-10-31

标签:科技   技术   中国   纳米   光刻   芯片   材料   设备   晶体管   复旦   闪存   原子

1 2 3 4 5

上滑加载更多 ↓
推荐阅读:
友情链接:
更多:

本站资料均由网友自行发布提供,仅用于学习交流。如有版权问题,请与我联系,QQ:4156828  

© CopyRight 2020- All Rights Reserved. Powered By bs178.com 闽ICP备11008920号
闽公网安备35020302034844号

Top