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1nm以下芯片,湖南大学破冰垂直晶体管结构,理论制程可达0.65nm

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光刻机光源的波长与芯片制程技术成反比,波长越短,光刻机所支持的芯片制程技术就越高。而支撑摩尔定律向前推进的光刻机,因硅基芯片内置规格的有限性,晶体管集成度临近天花板,这让半导体厂商很难继续向前发展。

但该类问题是建立在晶体管处于平行结构状态下的。换句话说:垂直型结构具备支撑摩尔定律继续向前发展的理论可能,在该理论的引导下,我国成功地突破并求证了该方法论的可行性。将芯片制程概念提升到0.65纳米。


我是柏柏说科技,资深半导体科技爱好者。本期为大家带来的是:理论制程可达0.65纳米,国产半导体又一“芯”方向,湖南大学破冰成功的垂直型晶体管结构技术。

老规矩,开门见山。湖南大学研究团队采用低能量的范德华方程(一种实际气体状态方程),成功将二硫化类融入晶体管导电沟道中,将其变为半导体沟道的薄层,极大地缩减了硅薄膜厚度。此外;研究团队在垂直集体管结构的基础上,在技术测试中实现了0.65纳米的芯片制程。


目前该技术论文已经发布在国际学术杂志《Nature》当中。

湖南大学破冰的垂直晶体管结构,技术有多先进呢?该技术将给我国半导体行业带来怎样的促进作用呢?

首先我们要弄清平行晶体管结构与垂直晶体管结构之间的区别。不管是GAAFET(环绕栅极晶体管结构)、MBCFET(多桥通道晶体管结构)还是FINFET(鳍式晶体管结构),都归属平行晶体管结构的范畴。换句话说,目前所有的半导体芯片都是建立在平行晶体管结构上的。即平行晶体管结构的应用范围优于垂直晶体管结构


应用范围广,决定了目前半导体领域当中并没有基于垂直晶体管技术建造的基础建设。因此从基础建设来看,平行晶体管结构优于垂直晶体管结构,这是从外部环境来看。

从内部看,垂直晶体管结构下,硅芯片所包含的晶体管数量晶体管导电性优于平行晶体管结构。作用于芯片当中就是性能更高、更加省电。此外,与平行晶体管不同,决定垂直晶体管芯片制程高低的是材料厚度。能够大幅降低芯片制程设备难度,提高芯片制程设备的灵活度和制程水准。

总结:从技术积累、基础设备建设、应用范围等后天因素来看;平行晶体管结构优于垂直晶体管结构。但从产品性能、晶体管集成度、未来可持续发展潜力等先天因素来看,垂直晶体管结构优于平行晶体管结构,垂直晶体管结构具备先天领先性。


需要注意的是:目前垂直晶体管结构只是一种可行概念。至于目前不能实际投用的原因,前面也提到,基础建设与技术积累占很大方面。但不管怎么说,湖南大学破冰成功的垂直晶体管结构,给我国发展未来半导体行业提供了一种新的可能。

值得一提的是:很多国家曾经尝试过采用垂直晶体管结构作为延续摩尔定律的技术手段,但都被薄层技术难住。湖南大学成功突破垂直晶体管技术瓶颈,说明了我们在该领域位于世界前沿水平。


尽管比起平行晶体管结构,垂直晶体管结构的配套设施并不健全,但比起量子概念、石墨烯碳基晶圆,基于硅基半导体建立的垂直晶体管结构显然更有实际投产效益。当然,在未来,量子概念与石墨烯晶圆更有切实可行性。只不过以目前来看,垂直晶体管结构是比较切合实际的,毕竟是作用于硅基半导体。

虽说经济基础决定上层建筑,但上层建筑也反作用于经济基础,科技发展是建立在先进技术理念的前提下的。目前半导体领域国家与国家之间的整合性越来越高,我国半导体行业却因为美国的妒忌,只是孤身一人,面对整个半导体行业的挑战。在此背景下,我们能够有所突破,已经属实不易。


即便是美国、日本半导体,脱离了其它国家技术的支持,也会落幕、迟缓。在中国科学家们的辛勤耕耘下,我国的半导体行业不仅没有退步,反倒愈战愈勇。不要说什么进步快慢的问题,路是一步一步走出来的。航天难吗?难。现在我们不也是追上了。

祝愿国产半导体能够愈发强大,早日掌握核心技术,在半导体领域中一往无前、所向披靡。

对于湖南大学破冰成功的“垂直型晶体管结构技术”,大伙有什么想说的呢?你认为该技术能否成为我国半导体行业冲破国外技术壁垒的转折点呢?欢迎在下方留言、评论。我是柏柏说科技,资深半导体科技爱好者。关注我,带你了解更多资讯,学习更多知识。

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