图:去年上海举行的半导体博览会上,参观者透过显微镜观察光刻机的製作图示
现时的晶片都是从沙粒提炼高纯度的矽,再由光刻机在矽片上刻上电路而製成,情况就像将木製成雪白的纸,再用打印机印上资料一样。不过,用矽生产晶片已经贴近其精细度的极限,所以中国现时採取“两条腿走路”,除了继续自主研发更精密的光刻机外,亦同时研究利用碳作为製造晶片的新物料,将目前整个生产流程推倒。
矽芯精细度已近极限
按目前的技术推算,使用矽製造的晶片,最精细只能做到1至1.5nm,极限过后便再无法进步。事实上,在90nm进步至65nm,只花了约两年的时间;65nm到32nm要四年;32nm到10nm要用上七年。愈贴近极限,难度就愈高。在此情况下,由於中国在研发矽晶片的生产上,其实和其他国家一样,都会面对矽的物理极限问题,因此中国亦同时加快研发用碳来生产晶片。
使用碳作为晶片的物料,同样需要光刻机,但例如90nm製程的碳晶片,其表现跟目前28nm的矽晶片相若;28nm的碳晶片已达至跟7nm矽晶片相若。在此情况下,中国便可以在短期内,以较次的光刻机,生产出目前最高水平的晶片,并同时赢得时间继续研发更高水平的光刻机。由於推动碳晶片下,光刻机亦会有所调节,因此外国的优势亦会失去,反而中国因先研先试,可望实现“弯道超车”,倒过来领先全球。