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科工力量：國產2nm芯片有望破冰 能彎道超車？
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科工力量提供對中國高新技術企業和產品的專業點評
最后更新: 2020-01-21 14:14:38【文/科工力量專欄作者 鐵流】
近日，中科院對外宣布，中國科學家研發出了新型垂直納米環柵晶體管，這種新型晶體管被視為2nm及以下工藝的主要技術候選。之后，有媒體聲稱“中國CPU芯片將實現彎道超車 中科院表示國產2nm芯片有望破冰”。鐵流認為，中科院這項技術突破值得慶賀，自川普卡脖子以來，國人確實也需要本土技術創新來鼓舞士氣，但一些報道有點捧得太高了。從產業發展角度看，應當穩扎穩打，不宜過度吹捧。
個別媒體報道比較“熱血” 但不太專業
在相關報道中，媒體稱：“目前最為先進的芯片制造技術為7nm+Euv工藝制程，比較出名的就是華為的麒麟990 5G芯片，內置了超過100億個晶體管。麒麟990首次將將5G Modem集成到SoC上，也是全球首款集成5G Soc，技術上的確實現了巨大突破，也是國產芯片里程碑式的意義。而繼華為之后，中科院研發出了2nm及以下工藝所需要的新型晶體管......中科院的這項研究成果意義很大，這種新型垂直納米環柵晶體管被視為2nm及以下工藝的主要技術候選，可能對國產芯片制造有巨大推動作用。如今在美國企業的逼迫下，國產企業推進自主可控已成為主流意識，市場空間將被進一步打開。相信在5年的時間內，在技術方面將實現全面突破”。
上述這段話看起來比較“熱血”，比較能鼓舞人心，但內容上卻不太專業。華為只是IC設計公司，就麒麟990來說，華為做的是SoC設計，CPU核為ARM的A76，GPU核為ARM的G76，工藝也是依靠臺積電的7nm工藝，因而媒體報道中“繼華為之后，中科院研發出了2nm及以下工藝所需要的新型晶體管”這種說法是有問題的。華為掌握的是SoC設計，而非制造工藝。
中科院自主研發的疊層垂直納米環柵晶體管是實驗室技術，這類技術國外也有，早在2016年，就有媒體報道美國勞倫斯伯克利國家實驗室的一個團隊打破了物理極限，采用碳納米管復合材料將現有最精尖的晶體管制程縮減到了1nm。
2017年Max教授再次于《自然》雜志發文提出單芯片上三維集成的計算和存儲模型，也是在這篇文章中產生了石墨烯制造的碳納米管3D芯片這一概念。Max教授表示：“與傳統晶體管相比，碳納米管體積更小，傳導性也更強，并且能夠支持快速開關，因此其性能和能耗表現也遠遠好于傳統硅材料”。
Max教授于《自然》雜志發文提出單芯片上三維集成的計算和存儲模型
然而，時至今日，碳納米管依然只是PPT，根本就沒有進入工業界。甚至連Max教授都不再謀求通過碳納米管直接取代硅晶體管。原因就在于雖然碳納米管具有硅晶體管所不具備的更優良的力學、化學和電學性能，但是產量、良率、電路的抗干擾能力、速度都存在很大的劣勢。與造成的麻煩相比，碳納米管帶來的優勢不值一提。
2017年論文中的碳納米管3D芯片原理圖和顯微鏡剖面圖
對于這些實驗室技術，媒體不宜見風就是雨，技術從實驗室到工業界普及，有比較漫長的過程。而且實驗室中誕生的很多技術，在發展的過程中中途夭折的也不少，不乏像美國1nm碳納米管3D芯片的例子。中科院實驗室取得的技術突破成果固然喜人，但媒體不宜過度拔高，仿佛能靠這個技術用3至5年就徹底擺脫西方技術掣肘，國內企業能夠靠這個技術大躍進到2nm工藝。這種報道方式雖然“熱血”，但并不可取。
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- 責任編輯: 柳葉刀
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