华为碳基芯片走对了方向,或将突破美国的封锁
到了今天我不知道怎么样去形容华为,但我可以保证,它将是中国历史上最伟大的公司之一。它面对着各种各样的打击,却总能在关键的时候,给到国人的希望,给了对手致命的打击。
在去年,作为一个中国人,一定要为华为捏一把汗,5G通信受到打压,智能手机业务遭到全面的封锁。手机销量从去年第一季度的世界第一,到了第4季度销量暴跌,从占全球销量20%几,跌到仅为百分之8点多,全世界第一,跌到了世界第五。这样的暴跌,在股市来讲就是股灾,在金融市场来讲,就是金融危机;对一家公司来讲,就是灭顶之灾。
但到了2021年,华为吹起了反攻的口号,先是在操作系统亮剑,推出了自主的鸿蒙操作系统,接着又在自动驾驶上面超越特斯拉,它就是华为HiCar,还在云服务上放出了大招,盘古大模型。这样的成就,足够击败2021年所有的科技公司。
当然还有一些人是不满足的,在他们眼里,这都是在别人的地基上打造的,不应该觉得高兴,同时也是公鸡自嗨的点。如果没有根基,怎么能算得上是伟大的科技公司呢?华为从来没有让我们失望过,就在前段时间华为宣布了石墨烯晶体管的专利。
大家都知道,我国现阶段最高端的光刻机,是上海微星电子的28纳米duv光刻机,根本无法满足华为的需求,华为高端芯片一般都是在7纳米以下的工艺。台积电和三星已经开始冲击摩尔定律的极限了,也就是说该赛道已经到了最后阶段。
如果咱们仍然在同一赛道追赶,意义就不大了。何况别人利用专利在该赛道上布满明雷和暗雷,而我们必须花大量的时间在"避雷"和"排雷"上。即使最后追上来了,也到了赛道的尽头。最终的结果仍要转到另外的赛道再次追赶,何必呢?任正非在去年的高校会谈也说过了:"光刻机卡脖子根本不是什么问题,在一些公开的技术文献上就有;不是不能造。"
这里说明了什么?
不是我们造不了先进的光刻机,而是别人的专利不给咱们用,要我们自己重开一条路,要重新开一条路,为什么不在另一个方向去开呢?所以咱们清华和华为都转向了石墨烯晶体管。如果石墨烯芯片技术成熟了,芯片问题也就应声而解了。
但为了保险起见,咱们还是走了两条路,一条就是传统的硅芯片,一条就是石墨烯芯片;一方面是前堵,一方面是后塞;前堵占领技术高地,后塞是我们的产能。无论哪一方面成功了,都对现有芯片的格局有很大的冲击。
功夫不负有心人,就在去年10月份,中国中科院就宣布成功研发八英寸石墨烯单晶晶圆,且已实现稳定的小批量生产。虽然咱们并不是第一个拥有该技术的国家,美国最大的石墨烯生产商Grolltex在2019年就实现了8英寸石墨烯晶圆量产。
中国中科院说,石墨烯晶圆上的技术,不管在产品的尺寸,以及产品的质量方面,都是处于国际领先地位。这也就说明,咱们的技术已经赶上来了,在技术上已经没有什么问题了,剩下来的,就是量产问题。量产是决定商业化很重要的前提,没有大规模的生产,就无法真正的商业化;产量不足,价格就无法降下来。
要大规模的生产就要有大批量的配套生产设备,比如芯片设计工具、成型、焊接、封装和测试等等的设备,这些配套设备很可能都是全新的,要形成一条产业链,才可能形成产量。但这个需要时间,少则俩至3年,多则上十年。
目前,全球半导体大厂的技术仍然坚持在硅晶圆上,英特尔、三星、台积电正把所有的资源投资在5nm,3nm的制造技术上。这也就等于未来5~10年,石墨烯芯片大规模生产不会在这几个中诞生。很可能会出现,像当年台积电那样,由一个小的厂商所引领,最适合的环境那就是中国大陆了。
华为刻意公布石墨烯的专利,这是华为未来的发展方向,说明了华为会坚持在石墨烯上做文章。从这些专利看,华为已经解决了石墨烯芯片的关键技术难题,占据了一个高点。
石墨烯芯片有什么好处呢?
1、很好的导电性能,电子运动的速度比硅材料电子运动速度快100~1000倍。
2、石墨烯的导热性能好,散热也就快。
这两方面,已经解决了芯片现在面临的最大瓶颈。速度的瓶颈,还有散热的瓶颈。现阶段的芯片速度越快,发热量也就越大,发热量越大,耗能也就越大。为了解决这两个问题,只能不断地提高芯片制成的工艺,来缩短电子传输的距离,但到了1nm已经是现代科学技术的极限。在过去选择缩短传输距离来达到目的,而石墨烯是提高电子的传输速度。
当在距离无法缩短的时候,提高电子运动的速度就成了唯一的方法。
石墨烯成功之后,100nm的光刻机生产的石墨烯芯片要比1nm的微芯片要好。技术难度的减少,成本就自然会降低。
传统的硅芯片,不像过去的功能手机,很快就会成为历史。
石墨烯芯片大有可为,华为又选择在对的方向走下去,非常值得期待。
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