這項技術雖然沒有大規模商業化,但已經有了雄厚的基礎,在過去的二十年間,全球科學家圍繞半導體納米線開展了系統深入的研究,為半導體納米線功能器件領域,帶來了蓬勃發展。
根據WebofScience的檢索結果統計,從1999年到2015年,全世界關于半導體納米線研究SCI論文總數超過17萬篇。
經過這些年的發展,大家對半導體納米線的可控制備、性能調控、器件構筑與應用的認識不斷加深。
半導體納米線技術也漸漸在不同領域,展現了巨大應用潛力,正逐漸從基礎研究走向實際應用。
目前,基于半導體納米線的場效應管、納米發電機、納米芯片、場發射器件、太陽能電池、發光二極管、激光器、光電探測器、光波導器件、存儲器件、光催化以及高敏感化學與生物傳感器等功能器件,相繼被研制出來。
雖然,這些僅僅是實驗室產品,成本極高,并無法大規模商用。
它未來的潛力和價值,卻是無法估量的。
特別是在半導體領域,半導體納米線承載著全球科學家的期盼,有望實現半導體功能器件領域的變革性發展。
根據一些相關領域的大牛展望,半導體納米線功能器件,或許將成為納米科技走向應用的重要突破點。
對芯片、各種半導體器材而言,小型化、低能耗和智能化一直是其重要的發展趨勢。
當半導體器件線寬小于100nm時,將對設備和制造工藝提出更高要求,成本增加巨大,傳統工藝的局限性越嚴重。
而基于傳統工藝的光刻機,從起初的UV光刻機水平,逐步提升到了DUV光刻機水平,再發展到現在的EUV光刻機水平,在這條路上越走越遠。
設備越來越大,成本越來越高。
它還有一個致命的缺點,就是有自身的物理極限,發展到一定的地步,就無法再深入發展下去了。
眾所周知,光刻機也稱紫外線光刻機,是利用紫外線加工芯片,DUV光刻機就是深紫外線光刻機,EUV光刻機就是極深紫外線光刻機。
光的顏色越靠近紅色,它的頻率越低;越靠近紫色,它的頻率就越高。光的速度是一個常數,頻率越高,波長越小。
EUV光刻機采用的光頻率是極深紫外線頻率,對應的波長大約為1015納米;DUV光刻機采用的光頻率是深紫外線頻率,對應的波長大約為200納米;UV光刻機采用的光頻率是紫外線頻率,其對應的波長大約為360納米。
也就是說,光刻機越先進,需要的光頻率越高。
光的頻率,它是一個物理客觀存在的數值,是很難通過人為的手段去改變提高的。
現在采用的是極深紫外線頻率,很難再找到更高頻率的光線,所以光刻機的水平也很難再被提升。
光刻機技術得不到提升,直接導致芯片的制造工藝得不到有效地提升,也讓芯片的制造工藝不可能由14納米、7納米、5納米、3納米、2納米這樣一直小下去,它是有物理極限的。
另外,用光刻機制造芯片的原材料硅晶,也有他自身的材料極限。
硅晶的最小的單位“硅原子”直徑大約為0.22納米。
如今傳統的芯片制造工藝,是不可能比硅原子還小,超過0.22納米。這個也是它的一個物理極限。
也就是說,傳統的芯片制造工藝有兩大極限。
一個是制造芯片需要的光刻機設備,光刻機采用光的頻率,它是有物理極限的。
另一個是制造芯片需要的硅材料。芯片內部的晶體管,做得再小,是不可能比硅原子還小的,這也是它的物理極限。
這兩個條件,任何一個達到極限,傳統的芯片制造工藝就不可能再進步了。
也就代表,以光刻機和硅晶為原料的芯片制造技術,這條路走到了盡頭。
而以半導體納米線為代表的新技術,相比傳統的半導體技術,卻沒有這些限制。
它的極限,它的潛力,遠不是如今的傳統半導體技術所能相比的。
不過,盡管知道半導體納米技術才代表著未來,以英特爾為首的半導體企業,卻在這方面,淺嘗輒止,主要精力仍然放在傳統的半導體制造技術上。
主要原因有兩個,一是作為一項新技術,想要在半導體納米線領域趟一條路,打造一個完整的體系,需要天量的資金,和極長的時間,去突破那些技術壁壘。
而且,短時間內很難商業化,用市場回籠資金去推進技術發展,只能用傳統半導體技術產生利潤給它輸血。
根據目前的半導體納米線技術,制造出來的芯片和半導體元器件,大概只有九十年代末的水平。
和目前傳統工藝的半導體制造技術,根本沒有可比性。
另一方面,以英特爾為首的半導體企業,幾十年來,在傳統半導體制造技術上投入了大量的資源,擁有無可匹敵的雄厚基礎和優勢。
目前的半導體制造技術尚未達到極限,還有許多潛力可供挖掘,這個時間將是以十年為單位。
它們不可能放棄在這一體系的巨大技術優勢和專利,幾十年的雄厚積累,重新調轉車頭,大力推進半導體納米線技術,和別的新興企業站在同一起跑線上。
這是一個艱難的選擇。
對林睿來說,就沒有這方面的煩惱了。
本身星空研究院和中芯國際,在傳統半導體領域就沒有多么深厚的技術積累,船小好點頭,也沒什么值得可惜的。
反而能和其他半導體巨頭企業站在同一起跑線上,公平競爭。
隨后,星空研究院下屬的第九大分院,“半導體納米研究院”成立。
新材料研究院關于納米技術的所有技術和人員,也將轉移到新設立的“半導體納米研究院。”
林睿準備用十年時間和天量的資金,去推進和完善這套技術體系,并進行商業化嘗試。
等傳統的半導體制造體系走到極限,再用新技術一舉顛覆他們,即便如今的這些半導體巨頭半路上車,也加入到這套體系。
星空研究院也有了無可匹敵的技術積累和專利優勢,直接立于不敗之地。