中企攻克晶片“新材料”, 或能取代矽基晶片

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新材料

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晶片早已經成為日常生活中不可替代的產品，任何的電子裝置都會用上晶片。全球每年對晶片的需求都在幾億，幾十億顆以上。不過傳統的晶片工藝幾乎都是一致的，基於矽基材料生產晶片。

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晶片的基礎材料是矽，而矽的來源是在一堆沙子中不斷提取純度為99。99999%的矽。再將矽打磨成矽片，製成晶圓，最終經過上千道的工序形成晶片。而這一切的基礎都是矽，因此市面上的晶片也被統稱為矽基晶片。

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然而矽基晶片也面臨一個問題，那就是物理極限的限制。

隨著晶片製程的不斷突破，已經在向4nm，3nm甚至更先進的1nm發起探索，但物理極限終會成為一道束縛。到時候矽基晶片到達盡頭，可能人類科技也會陷入遲緩。

因此探究新工藝，新材料成為備受矚目的熱門話題。但真的有可能在矽基晶片之外取得新材料的突破嗎？答案是有可能。

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一則好訊息傳來，中國企業英諾賽科（蘇州）半導體有限公司實現巨大突破，在矽基氮化鎵材料上完成量產。英諾賽科已經建立起8英寸矽基氮化鎵量產生產線，這也意味著不僅取得了新材料的攻克，而且進入到了量產階段。

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根據資料顯示，矽基氮化鎵晶片量產生產線建成之後，可實現年產值100億，年產能也可以達到78萬片矽基氮化鎵晶片晶圓。

能取代矽基晶片嗎？

這是世界上首座氮化鎵晶片量產專案，在中企的攻克下，對國產晶片的發展都會帶來巨大的意義。

現如今業內正不斷探索傳統矽基晶片之外的新材料，新工藝。此前中科院研究的8英寸石墨烯晶圓就在半導體領域取得了顯著進步，由於未實現量產，因此石墨烯製成的碳基晶片還處在研究階段。

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但氮化鎵晶片則不同，英諾賽科已經立項建設生產線，將氮化鎵推廣量產。那麼氮化鎵能取得矽基晶片嗎？效能表現又如何呢？

氮化鎵屬於第三代半導體材料，和矽不同的是，氮化鎵無法靠自然界形成，必須要靠人工合成。其優勢對比矽材料是很明顯的，由氮化鎵製成的器件，功率是矽的900倍。禁頻寬帶比矽高出3倍左右。擊穿場強也高於矽11倍。

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除此之外，氮化鎵還有散熱高，體積小，損耗小的優點。如果能夠對氮化鎵加以開發，取代矽基晶片是沒有問題的。充電器，元器件等等部件，都能用上氮化鎵。

後摩爾時代的新挑戰

矽基晶片統治了晶片界幾十年，而研製出矽材料並掌握專利技術的是美國人。所以只要用上矽基晶片，不管有多少技術是自研的，從根源上就很難繞開美國技術。

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並且摩爾定律即將到達極限已經是業內公認的事實，只不過是時間問題。當積體電路可容納電晶體無法進一步提升時，那麼就將迎來後摩爾時代的新挑戰。也就是新材料，新工藝。

有的晶片企業重點研究封裝，而有的則在探索晶片新材料。而中國要面臨的後摩爾時代挑戰在於產業鏈太寬，太長。大而不強是一個需要解決的問題，把產業鏈提升上去以後，才能順利迎接挑戰。

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同時光刻機、光刻膠、晶片製程工藝等等，都還有很長的路要走。所以總的來說，中企能夠攻克新材料，只是做好了迎接挑戰的準備，真正的挑戰還在後頭。

總結

美國掌握大量的晶片技術，所以2020年對中企實施晶片規則時，幾乎沒有一家企業能夠逾越美國技術向中企攻克。這也讓我們意識到，必須從根本上解決技術難題。

英諾賽科的氮化鎵晶片或許只是邁出的第一步，想要改變整個晶片市場格局並非易事。所以期待能有更多的技術取得突破，到時候面對挑戰，也能巍然矗立。

對英諾賽科的新材料突破你有什麼看法呢？

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