中國制造加速新芯片材料的發(fā)展,成本降低七成,芯片將成白菜價
由于光刻機供應(yīng)的問題,中國芯片行業(yè)正在想方設(shè)法解決問題,除了繼續(xù)基于現(xiàn)有的硅基芯片技術(shù)發(fā)展之外,研發(fā)先進的芯片材料則是另一條提升先進芯片性能的途徑,在這方面中國已走在世界前列。
第三代芯片材料普遍被認為芯片技術(shù)變革的關(guān)鍵,第三代芯片材料可以大幅提升芯片性能并降低功耗,這將解決當下硅基芯片的瓶頸,為此中國和美國都在積極發(fā)展先進芯片材料。
第三代芯片材料之中,普遍認為碳化硅、氮化鎵有很大的發(fā)展前途,這類芯片材料擁有更低的導(dǎo)通電阻、能量轉(zhuǎn)換效率更高等優(yōu)點,這些恰恰是當下硅基芯片所面臨的重大問題,可以有效提升芯片性能并降低能源損耗。
對于手機芯片來說,功耗已越來越成為提升性能的重大障礙,當前手機芯片為了控制功耗往往只能通過降頻來防止過熱;大型數(shù)據(jù)中心的能源中有約七成消耗在芯片的發(fā)熱以及散熱的空調(diào)系統(tǒng)上,這些都說明現(xiàn)有硅基芯片在功耗方面的問題。
隨著硅基芯片逐漸接近1納米的極限,也促使芯片行業(yè)盡快找到新的芯片材料以替代現(xiàn)有的硅基材料,而第三代芯片材料雖然已經(jīng)能研發(fā)成功,只是成本實在太高,導(dǎo)致第三代芯片材料在應(yīng)用方面發(fā)展較為緩慢,而中國在推進芯片材料方面已取得重大進展。
第三代芯片材料商業(yè)化存在兩大技術(shù)難點,一個是制作更大尺寸的晶圓難度較大,主要是這些材料太過脆弱了,中美都在力推6英寸以上晶圓的制成辦法,中國恰恰在這方面已取得成功,為第三代芯片材料商業(yè)化做好了準備。
另一個則是成本問題,這方面更是中國制造的拿手好戲,中國企業(yè)已將碳化硅晶圓價格降低七成,從2年前的4000美元每片降低到1200美元,成本的大幅下降,將加速了第三代芯片材料的商用。
在實際的商業(yè)化中,其實中國數(shù)年前就已開始推進這些材料的應(yīng)用,諸如電動汽車、太陽能等方面,中國已做到了全球第一,第三代芯片材料的廣泛應(yīng)用就為這些產(chǎn)業(yè)的成功提供了有力支持,隨著第三代材料的成本下降,中國這些新興產(chǎn)業(yè)可望進一步鞏固全球領(lǐng)先優(yōu)勢。
由于海外限制供應(yīng)先進光刻機,中國芯片行業(yè)當前能實現(xiàn)的最先進工藝為7納米,這與臺積電等的3納米工藝相比差了兩代,然而如果采用第三代芯片材料,工藝差距將瞬間被抹除,芯片價格還可以因此大幅下降,芯片白菜價將不再是想象。
中國在芯片技術(shù)方面探索多種路徑,在于中國擁有強大的基礎(chǔ)研發(fā)實力,可以迅速研發(fā)先進的芯片材料;中國擁有龐大的技術(shù)人才,這些人才為中國研發(fā)多種技術(shù),再加上中國獨特的成本優(yōu)勢,可以預(yù)期中國必將打破美國對中國芯片技術(shù)的限制。
