导读:打破3纳米工艺困局,自研无硅芯片腾飞,外媒:势不可挡了
在全球半导体行业领域,一片仅有指甲盖大小的晶体,正悄然推动着行业格局的重塑。北京大学的科研团队运用厚度仅为纸张十万分之一的材料,成功研发出“未来芯片”。此芯片实现了运算速度提升40%、能耗降低10%的显著成效。这并非科幻情节中的设想,而是中国科研团队发表于国际顶尖期刊《自然材料》的最新科研突破。
这一成果标志着半导体行业步入了一个全新的时代。长期以来在市场占据垄断地位的硅基芯片,或将迎来实力强劲的竞争对手。针对这一情况,《华尔街日报》发文提醒,美方需予以密切关注,指出“中国的崛起势不可挡”。

1、打破传统,中国自研芯片腾飞
当全球半导体行业仍聚焦于3纳米芯片研发赛道,展开激烈竞争之时,中国科学家已另辟蹊径,在该领域取得了颠覆性的突破。
近日,我国成功研制出全球首款基于铋基二维材料的无硅芯片。据北京大学彭海琳教授科研团队介绍,此芯片厚度仅为1.2纳米,能够在0.5伏的低电压条件下稳定运行。这就好比用一节五号电池,让高铁达到磁悬浮列车的运行速率。
在芯片技术领域,该团队取得了关键突破。他们摒弃了已沿用60年的硅基工艺,转而采用硒氧化铋材料构建“全环栅场效应晶体管”。得益于新材料的特性,芯片的电子迁移率提升至280cm²/Vs,性能远超传统硅基芯片3倍。研究人员通过采用新型材料,实现了界面在原子尺度上的高度契合,从而有效解决了长期困扰芯片制造的漏电问题。
此外,该团队运用先进的三维集成工艺,以模块化方式实现多层芯片堆叠。这不仅提升了芯片的整体性能,还推动该技术朝着具有量子计算潜力的前沿领域发展。

2、从实验室走向市场,中国走出特色科技之路
在我国科技发展进程中,诸多领域已积累了可供复用的成功经验。在芯片制造领域,中芯国际的14nm工艺实现了全国产化落地;在操作系统领域,欧拉系统装机量超过500万套,有力支撑了金融云等使用场景。
当科技竞争延伸至AI算力领域后,我国企业探索出了一条“围点打援”的创新性应对路径。面对A100芯片禁运这一情况,华为昇腾携手寒武纪、壁仞科技等企业共同构建自主可控的算力集群,在3年内将云端训练芯片国产化率提升了6倍,为国内AI算力的发展夯实了基础。

3、世界科技版图重塑
铋基芯片研发所取得的突破,如同蝴蝶效应一般,在半导体领域引发了一系列连锁反应。在长三角地区的半导体工厂里,工程师们正运用该项技术对28纳米生产线进行测试;与此同时,中科院团队也在积极探索铋基芯片与光子芯片的融合方案,旨在构建运算能力更为强大的“双引擎”计算系统。
此类突破并非个例。当全球目光仍聚焦于硅基芯片所面临的瓶颈时,中国已在碳基芯片、量子芯片、存算一体芯片等七条技术赛道上同步发力。正如高铁网络重塑了地理格局,由新材料驱动的科技突破,正重新勾勒全球科技产业的版图。
有业内专家指出,中国在科技领域正逐步从技术追随者转变为新兴方向的探索者。当硅谷仍在致力于延续摩尔定律时,东方的实验室已在孕育新一代技术变革的突破。
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