诚然,芯片产业经过几十年的技术革新,已经逐渐接近其物理极限,很多人开始将其视为“夕阳产业”。然而,当我们面临来自美国的供应中断时,我们并没有放弃,反而加大了对传统芯片制造设备的研发力度,同时也在新一代的芯片技术方面发力,比如光子芯片、芯片堆叠技术、量子芯片等。许多人都以为美国忙于压制中国企业,却忽视了技术创新的重要性,因此认为中国未来有可能在新的技术道路上“超车”。然而,现实并不像我们想象的那么简单,甚至可以说是残酷的!
最近,麻省理工学院的研究团队发表了一项令人惊讶的新型芯片技术,这种技术利用二硫化钼(MoS2)制造出原子级的超薄晶体管。这种新型芯片技术与光子、量子芯片并不在同一竞争赛道上。
传统芯片的晶体管主要使用硅材料,并且通常采用水平排列。然而,随着晶体管密度的不断提高,硅基芯片很容易产生隧道效应,这种效应会导致芯片发热、降频,甚至影响终端设备的电池续航能力。虽然3D封装和堆叠技术可以显著提高芯片的性能,但仍然需要解决许多技术难题,例如信号传输、电源分配以及不同芯片之间的连接等。
麻省理工学院研发的超薄晶体管的厚度仅有三个原子,大约0.3纳米,这使得在同样面积的基板上可以集成更多的晶体管。使用这种材料制造的芯片,功耗和体积都可以降低到原来的千分之一,性能也会有显著的提升!
这个研发过程并不是一帆风顺的,例如,如何解决由于不同材料所引发的高温问题。然而,通过不懈的尝试和努力,麻省理工的研究团队最终找到了解决方案,并且显著提高了工作效率。更让人兴奋的是,研究人员表示,这种技术仍在不断改进和优化,未来有可能应用于生产堆叠的晶体管层。
众多媒体和业界专家都认为,这项新技术对美国芯片发展具有革命性的影响。然而,对于我们中国来说,这既是一个挑战,也是一个“警醒”。其中一个令人难以接受的事实是,找到解决不同材料高温问题的方法的科学家竟然是一位华人。因此,一些外媒甚至嘲讽说:中国已经在“芯片战”中失败了!
也难怪华为创始人任正非会发出这样的感慨:“真正在芯片上卡住我们的,并不是美国人,而是我们自己的同胞。”
尽管外界的嘲讽有些夸大其词,但我们确实需要正视并解决自己的短板。为什么优秀的华人科学家会在美国而不是在中国呢?我们的专家们都去哪里了?
近年来,中国在芯片研发和光刻机核心系统等领域已取得了显著的成果。然而,就在今年2月,中国半导体研究所的研究员和中国科学院的副院长联合撰文强调,我国在半导体基础研究方面仍然存在严重的不足,半导体物理人才短缺,半导体基础研究投入不足。
有人可能会认为,只要有足够的资金去购买设备和材料,有了中高端的芯片制造工艺,我们就能发展芯片产业。然而,FinFET晶体管技术、GAA晶体管技术,以及硅片等基础芯片技术和材料,其大部分核心专利都被海外企业所掌握。所以,我们必须意识到,“基础不牢,地动山摇”。
对于我们来说,要真正解决这个问题,就必须重视人才的培养和留任,通过政策手段打破扭曲需求的权力结构,取消对无重大应用的资助方向,构建多元化的基础研究投入机制,稳定并扩大半导体基础研究队伍。我们要在政策制定、投资引导、人才培养等方面进行深思熟虑和精心布局,以确保我国在半导体行业的可持续发展。
中国有着全球最大的市场,中国人也天生聪明,有创新精神。因此,只要我们能够克服当前的困难,有效利用我们的优势,我们就有可能在芯片技术的发展中实现“变道超车”,未来可期。觉得在理的话,请动动小手点个“赞”以及“在看”吧!感激不尽!
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