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一则好消息传来,半导体材料弯道超车,华为“代工”问题被解决?
发布时间:2020-06-07 20:08 来源:互联网

相较于一般的高精尖技术,芯片无疑是调皮的。它总是出现在人们面前,强调“自己很重要”,然后又将这些欣喜若狂的人推开,告诉他们“还很遥远”。这种看似狗血的情节,在1986年3月意识到“高精尖技术还需自研”之后,开始不断重演。2006年5月,弯道超车的汉芯一号,被确定是“研发等于改名”;2018年4月,诺大的中兴,被几张小小的芯片摆了一道;2020年5月,敢与高通叫板的华为,无奈地看着台积电。

这是一个怪圈,越是短缺,越是期待,越是期待,越是能够深刻地感受自己的短缺。2020年5月27日,第一财经援引碳基集成电路研究院消息,彭练矛和张志勇教授带队的研发团队,在新型碳基半导体材料的制备上取得重大突破。该团队解决了长期阻碍碳纳米管电子学发展的技术难题,成功在4英寸(100mm)基底上,制造出密度达120根/微米,纯度超99.9999%的碳纳材料。这种材料一旦应用于手机芯片,运行速度将比硅材料快三倍。

这是实实在在的技术突破,一则让人惊喜的好消息。但就像前面说,越是短缺,越是期待。有不少人得知碳基材料可以用于手机之后,与国内的代工巨头中芯国际强行挂钩,光刻机不再重要,华为“无人代工”的问题迎刃而解。认知一下子倒退到几十年前,想着生产芯片不就是“华为把图纸交给中芯国际,碳基集成电路研究院把炭基材料交给中芯,然后大家一起等着好消息”,看得笔者是又好气,又好笑。

气的是这么多年都过来了,一直也都在进步,反倒如今失了正视现实的勇气。笑的是挺好的一次弯道超车,因为把起点看成终点,弄得人啼笑皆非。先说起点,硅是芯片的起点,但是硅片不是。硅并不稀缺,恰恰相反,它的储量仅次于氧。但是却需要先将石英石碾碎成砂,用焦煤在1600°至1800°的高度下进行提纯,得到纯度为98%的冶金级单质硅。再用氯化氢提纯,得到纯度为99.999999999%的多晶硅。在此基础上,再加工,得到形态一致的单晶硅。

不错,单晶硅就是组成硅片的直接材料,看起来似乎也不是特别难。但真相却是,在全球硅产业市场份额中,本土巨头上海硅产业集团在2018年所占据的市场份额仅有2.2%。这同样是一个“大鱼吃小鱼,小鱼吃泥巴”的垄断产业,当年行业的前五名承包了93%的市场份额。更糟糕的是,由于适用于手机生产的硅片主要是8英寸(200mm)和12英寸(300m),致使2.2%也不一定完全用在手机上。截止至2019年6月,8英寸硅片国产化率为10%,12英寸国产化率小于1%。

看到这,相信大部分人已经意识到硅片的严重缺失,和碳基集成电路研究院“弯道超车”的含金量。只是一码归一码,在把芯片装进华为手机之前,也就是抵达终点前,还有一些问题需要解决。比如说同为原材料之一的光刻胶,又比如高精度光刻机所需要用的卡尔蔡司透镜。写这篇文章,没有其他的意思,只是希望大家在千分之一纳米尺寸的精加工面前,保持一定的敬畏之心。如果连正视困难做不到,又何谈对症下药,解决问题?(李双喜)

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