尖端技术突破之一:SiC单晶衬底自主技术体系
中国已开发出了6英寸导电性SiC衬底和高纯半绝缘SiC衬底,山东天岳公司、北京天科合达公司和河北同光晶体公司分别与山东大学、中科院物理所和中科院半导体所进行技术合作与转化,在SiC单晶衬底技术上形成自主技术体系。
二、尖端技术突破之二:全球第一座“氮化镓芯片”生产基地
中国科技企业英诺赛科(苏州)半导体有限公司已经实现了技术突破,在可替代材料“硅基氮化镓”上已经完成了量产,已经建立了生产线,并且完成了对于8英寸硅基氮化镓晶圆的量产。据悉这是全球第一座“氮化镓芯片”生产基地。目前中企已经掌握了成熟的技术,一旦氮化镓被用于制造芯片,相比于硅基芯片功率将直接提升900倍。
尖端技术突破之三:碳纳米管材料——碳晶体管
中国科学院院士彭练矛和张志勇教授率碳基纳米管晶体研究团队在2020年5月26日,宣布突破了碳基半导体设备制造的瓶颈,制造出高纯半导体阵列的碳纳米管材料——碳晶体管,在全球范围内率先实现碳基芯片制造技术的突破。碳基芯片再一次成为全球热点。碳基芯片在很多方面确实有叫板硅基芯片实力。值得一提的是,与硅基芯片相比,碳基芯片具有成本更低、功耗更小、效率更高的显著优势。据相关报道显示,与传统硅基芯片相比,中国碳基芯片在处理大数据时不仅速度更快,而且至少可节约30%的功耗。
北京元芯碳基集成电路研究院的研发团队近日成功攻破碳基半导体材料制备的难题。众所周知,制造高效能芯片离不开半导体材料,世界上许多国家制造半导体一般都会用硅作为原材料,而如今我国成功攻破碳基半导体制备技术,这意味着我国将拥有自主生产芯片的能力。而且与硅基半导体相比,碳基半导体造价低、效能高、功耗较小,更加适合推广到更多的领域。
尖端技术突破之四:“中国芯”麒麟970
华为之前的“中国芯”麒麟970,之中国芯让全球开始刮目相看,中国科技巨头华为在100平方毫米的指甲盖大小的芯片里,安装了55亿颗晶体管。而美国苹果最强的也只有33亿颗,科技巨头高通31亿颗!它还搭载了全球首款准5G基带,支持LTE Cat.18,重要的是华为已经在18实现了量产。值得一提的是,这款芯片无论是参数,还是工艺都已超越了世界上任何一款手机芯片,重要的还是中国的自主研发!
尖端技术突破之五:22纳米关键工艺技术
中评社香港7月9日电/中国科学院微电子研究所集成电路先导工艺研发中心之前通过4年的艰苦攻关,在22纳米关键工艺技术先导研究与平台建设上,实现了重要突破,在国内首次采用后高K工艺成功研制出包含先进高K/金属栅模块的22纳米栅长MOSFETs,器件性能良好。据《中国科学报》报道,由于这一工作采用了与工业生产一致的工艺方法和流程,具备向产业界转移的条件,因而对我国集成电路产业的技术升级形成了具有实际意义的推动作用。同时,该先导工艺研发中心建成了一个能够开展22纳米及以下技术代研发的工艺平台。尽管是22纳米技术,但在当时的情况下已标志着中国加入了高端集成电路先导工艺研发的国际俱乐部,其意义十分重大。
尖端技术突破之六:8英寸高功率芯片生产线
中国山东第一个8英寸高功率芯片生产项目,正式完成全线设备调试,并在济南比亚迪半导体有限公司顺利通线。这条芯片生产线已实现100%国产,值得一提的是,这条8英寸高功率芯片生产线意义重大,其不仅拥有完全独立的自主知识产权,而且相关技术还达到了国际先进水平。重要的是,济南比亚迪半导体有限公司还可以针对不同的产品设计,匹配对应的制造工艺。除此之外,这条生产线的国产化,还将有效缓解当前新能源汽车产业芯片供应持续紧张的状况。
济南比亚迪半导体有限公司,便是比亚迪与济南高新财金和济南产发集团共同出资成立的一家,用于补齐芯片产业应用短板的“平台”。
在各方的努力下,8英寸高功率半导体芯片生产线的100%自主化,终于在很大程度上打破了国内汽车功率半导体器件受制于人的困局。
同时也加快了中国核心功率芯片国产化的进程,推动新能源汽车产业走向正轨。值得一提的是,之前我国在中高端汽车芯片主流器件市场上,90%的器件都依赖进口。
尖端技术突破之七:石墨烯储能材料关键应用技术
中国的兰州大学联合方大炭素研发的“石墨烯交联活性炭复合膜、制备方法及超级电容器电极”,之前正式获国家知识产权局发明专利授权。这标志着中国石墨烯储能材料应用技术取得重要的突破。
众所周知,石墨烯具有很强的导电性,是一种零距离的半导体,有非常好的光学性能和热传导功能,被业界誉为“新材料之王”。虽然石墨烯广泛存在于自然界,但由于石墨烯分离和应用方面存在诸多技术性难题,导致石墨烯新材料在批量化生产运用方面存在较多技术障碍。
兰州大学方大炭素石墨烯研究院的科研人员首次在改性活性炭中引入石墨烯,突破了石墨烯规模化量产的关键技术,成功生产出导电性能优异、结构稳定性高的石墨烯新材料,解决了传统活性炭电极材料导电性差的问题,且有望生产出储能容量更高的超级电容器。据检测数据,采用该石墨烯复合材料生产的超级电容器,将比商用活性炭材料的储能容量高出50%,在风能、光伏发电等清洁能源存储,以及轨道交通、移动通信基站等大功率设备的长时间供应能源方面展现出广阔的应用前景。
尖端技术突破之八:有机半导体及柔性电子关键技术
中科院的研究人员们研发有机半导体及柔性电子技术。此项技术将提出一个新的概念,将对称分子格子化以及聚格子化,无疑这是中国在半导体材料这一项上取得了重大的突破,尤其是对于未来芯片的发展是至关重要的一项进步。而这项半导体技术的突破,也将给未来我们芯片的发展带来福音,或是在未来引起芯片的革命。对于中国而言,我们应该有信心,相信中国科学家未来能够制造出强大的芯片,获得世界的认可,值得一提的是,这次的关键材料突破也只是一个起点,更让美国的封锁又少一个。
有机半导体及柔性电子技术,是承载未来信息产业与智能制造极具潜力的载体,是芯片制造的关键材料。此前,不论是柔性电子技术、有机半导体,还是芯片,中国在这些方面由于长期受到国外的技术封锁。有机纳米聚合物半导体的出现将为塑料电子提供新的方案,同时也为中国芯片的发展提供新的方向,使中国在半导体材料上不用再受国外限制,打破西方国家曾经对中国的封锁。
尖端技术突破之九:碲锌镉单晶棒及晶片关键技术
中国安徽承禹半导体材料科技有限公司之前获得中国科学院半导体研究所关于第三代前沿半导体材料碲锌镉单晶棒及晶片的检测检验报告。其结论和数据显示,承禹新材制造的碲锌镉单晶棒及晶片,在红外透过率等综合参数性能、产品良率、晶棒及晶片尺寸规格、尤其是3英寸的全单晶圆片等几项关键指标方面,均处于国内同行业中遥遥领先、名列前茅的位阶,部分指标追平甚至领先国际技术水平。
值得一提的是,中国科学院半导体研究所是中国国务院直属事业单位,是集半导体物理、材料、器件及其应用于一体的半导体科学技术的综合性研究机构,在国内具有很高的权威性,被称为“引领我国半导体科学技术发展的火车头”。
碲锌镉,英文名称cadmium zinc telluride,简写为CZT。自然界中并不现存有该物质,它是人工用碲、锌及镉三种单质(包含其它微量添加物质)化合生长而成单晶体,是属于第三代前沿战略性的半导体材料,是当前国际国内制造室温中红外探测、X射线探测、γ射线探测、核辐射及高能射线等探测器最为先进、优异的材料。
碲锌镉半导体材料在军事用途上,主要是大幅提升武备的红外探测性能及其成像清晰度,而当前国际上武备九成以上均是以红外探测方式搜寻和发现目标的。该材料在军事及民用领域具有上诸多述革新、颠覆性的功能与性能,国际上少数几个能生产制造的先进国家都将其列为战略性、管制性的产品,尤其对我国进行技术与产品的双封锁。
尖端技术突破之十:首台商用12英寸全自动晶圆探针台
中科院长春光机所旗下长春光华微电子设备工程中心有限公司(光华微电子)之前宣布研制成功国内首台商用12英寸全自动晶圆探针台。在12寸全自动晶圆探头上获得了突破。成为我国的第1台实现商用的该类型设备,意味着我国芯片封测环节设备国产化又得到了大幅提高。
晶圆探针台产品,是半导体行业重要的检测装备之一,用于晶圆加工之后、封装工艺之前的晶圆测试环节,负责晶圆的输送与定位,使晶圆上的晶粒依次与探针接触并逐个测试。经过检测,探针台将参数特性不符合要求的芯片记录下来,在进入后序工序前予以剔除,从而大幅度降低器件的制造成本。 值得一提的是,中国的光华微电子于2015年正式立项开展12英寸全自动探针台产品研发,先后突破了全自动上料机械手的设计、大行程微米级XY移动平台精密定位控制技术、高刚度高稳定性探针接触Z向移动平台精密控制技术、基于图像识别的晶圆和探针精密测量和对准技术、大数据量的信息处理和计算机控制技术、高平面度和高热稳定性的晶圆承载盘技术等六项关键技术。
中国半导体设备十强
中国半导体设备十强如下:
1、北方华创;
2、中芯国际;
3、兆易创新;
4、卓胜微;
5、紫光国微;
6、韦尔股份;
7、北京君正;
8、华润微;
9、扬杰科技;
10、长电科技。
简介。
1、 北方华创。北方华创科技集团股份有限公司,简称北方华创,股票代码002371,是由北京七星华创电子股份有限公司和北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司战略重组而成,是目前国内集成电路高端工艺装备的先进企业。
北方华创主营半导体装备、真空装备、新能源锂电装备及精密元器件业务,为半导体、新能源、新材料等领域提供解决方案。公司现有四大产业制造基地,营销服务体系覆盖欧、美、亚等全球主要国家和地区。
2、 中芯国际。中芯国际集成电路制造有限公司,港交所股票代码00981,上交所科创板证券代码688981。中芯国际是世界领先的集成电路晶圆代工企业之一,也是中国内地技术最先进、配套最完善、规模最大、跨国经营的集成电路制造企业集团。
打破日本技术垄断,中企巨头突破芯片材料,关键性堪比光刻机
芯片生产过程整体上可以分为三个环节,分别是芯片设计、芯片制造和芯片封装。其中芯片制造是最硬核的一个步骤,涉及到各种顶尖的技术,设备和材料等等。
任何一个细节出现纰漏,都有可能影响芯片制造的效果。大家都知道光刻机对芯片生产有很重要的意义,但实际上芯片制造关键之一也包括了光刻胶。
如果说光刻机是制造过程中必不可少的设备,那么光刻机就是保证制造芯片前的关键。光刻胶作为一种有机化合物,在被紫外光曝光后,以液态的形式涂抹在硅片上,从而干燥成胶膜,保护硅片在光刻过程中的作业。
在芯片制造所涉及的材料上,光刻胶是不可或缺的。而光刻胶的应用领域非常广,包括在印刷工业领域。
只是由于集成电路产业规模的增长,加大了对光刻胶材料的应用。只不过光刻胶一直被日本企业垄断。包括东京应化,富士胶片等日本企业都是光刻胶领域的巨头。
因为在光刻胶产业有着极大的话语权,所以不少国家都要选择与日本合作,进购光刻胶。日本长期维持对光刻胶的垄断,但中国企业传来好消息,突破了关键芯片材料,打破垄断。
中国企业这些年在各项半导体集成电路领域一直在发展,其中涉及到芯片材料的光刻胶上也取得了进展。
据科创板日报消息,南大光电控股子公司自主研发的ArF光刻胶产品已经通过了客户认证,这次通过认证以后,意味着ArF光刻胶产品的开发和产业化取得了关键突破。这也是国内首个国产ArF光刻胶。
据了解,ArF光刻胶可以用在90nm-14nm,甚至是7nm芯片制程技术的应用,在高端芯片制造能发挥重要作用。
如今南大光电突破关键芯片材料,打破日本技术垄断,而且关键性堪比光刻机。虽然距离生产高端芯片还有一段路要走,但是每一次实现的技术突破,都是在为将来生产高端工艺芯片打下基础。
芯片设计有华为海思、芯片制造有中芯国际、芯片材料有南大光电,还有光刻机设备制造也有上海微电子。
集合这么多的顶级 科技 力量,相信未来我们能够在更多的关键技术上迎来突破。
芯片制造是一项复杂的过程,从设计到制造,再从制造到封装,一颗小小的芯片能够被生产出来,背后有太多的不容易。
但是这并不代表会放弃,相反还会激励我们不断向前。前有华为突破5nm设计芯片,后有南大光电打破日本技术垄断,带来ArF光刻胶,为中国芯片制造产业做出巨大贡献。
在芯片制造产业的进展已经非常迅速了,比如中芯国际在梁孟松的帮助下,从三年前的28nm到今年量产14nm,最快明年就能尝试生产7nm芯片。将来要是能获得EUV光刻机,更高的5nm,以及3nm都开始进行研究。
为了鼓励芯片制造企业加强技术研发,我国给予最高免税十年的待遇。还要培养半导体人才,这一切都说明,以前落下的功课,我们正在补上。所有取得高分的学霸,都是一点一滴积累起来的。
南大光电在ArF光刻胶上取得突破,完成了客户认证。这仅仅迈出了第一步,还有第二步,第三步。像南大光电这类的企业在我国还有很多,他们都在默默为中国半导体付出。
曾几何时,国产芯片有这么快的进展速度。因为华为让我们认识到自主技术的重要性,只有掌握核心 科技 才能睡上安稳觉。期待国产半导体能取得更大的突破。
对南大光电突破ArF光刻胶你有什么看法呢?
如今中国的材料科学很厉害,到达了什么水平呢?
经过多年的发展,无数材料科学家的努力,我国的材料科学已经得到了很大的发展。我国在材料科学的某些领域,已经处于世界领先水平。比如半导体化合物领域、超导材料领域。
一是,半导体化合物技术领域
我国在半导体化合物领域中的研究突破,主要是来自于云南大学以及英诺赛科的研究突破。云南大学在半导体化合物领域中的突破,主要是云南大学材料与能源学院自主研发的硫化铂材料。无论是稳定性,还是性能表现,硫化铂材料都要优于石墨烯碳基芯片。除了这项优势之外,与传统的硅基芯片相比,硫化铂材料的极限性能要高出好几倍。云南大学在硫化铂材料上的研究突破,再加上我国掌握的28纳米制程技术,我国有望在高端制程芯片领域实现自主化量产。这一系列技术的突破,使得我国在半导体化合物领域的研究中,不断取得更多的进展。
二是,超导材料领域
超导体在信息和武器领域的有着非常重要的应用前景。经过多年的发展,我国在高性能超导技术领域已经取得了数十项发明专利。这些研究成果的取得,填补了我国高性能低温超导线材技术的空白。仅凭这个领域的研究,我国在超导材料研究领域,一下子赶超了西方一些发达国家。
我国在超导研究技术中的突破,主要是来自于复旦大学研制出的已知最高导电率的外尔半金属材料-砷化铌纳米带。这种材料的特色是在室温下也具有高导电性。并且这种材料的导电率是通薄膜的百倍,更是石墨烯材料的千倍。
以上两种技术,只是一个例子而已。我国在纳米材料等领域也具有非常重要的突破。希望,我国可以不断在更多的领域实现突破。
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