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文|薰兒
半導體行業，“彎道超車”有可能嗎？
目前來說，國內的半導體行業跟世界先進水平有10到20年的差距，很多人都在說國內的半導體有機會實現“彎道超車”，但是這有可能嗎？讓我們來聽一聽半導體行業的“老行尊”們是怎麼說的？
l 張忠謀：國內追趕不易
首先是張忠謀，他今年89歲，是臺積電的創始人，跟英特爾創始人戈登·摩爾同期進入半導體行業的，祖籍浙江寧波。在一次電視採訪節目中，主持人問他有關國內半導體制造的情況。
張忠謀老先生的話很直白，國內的半導體制造想要實現超越並不容易。並且他也給出了意見，先在芯片的設計上做好再說。的確，很多人單方面地看待半導體制造，實際上，半導體制造的工藝對於手機芯片來說很重要。
但是對於電腦而言，設計更重要。總體上，設計是能影響芯片的性能，而製造工藝更多影響的是功耗，手機的功耗的要求更好，搞不好手機會發熱過度，電池“轟”的一聲，對吧？不過張忠謀老先生估計也沒有想到，老美會這麼“無恥”。
l 張召忠：國產芯片遍地走
然後是張召忠，他的身份就比較特殊，江湖人稱“局座”，對國內半導體的發展是很多信心的。他認為幾年過後，中國的國產芯片會滿地走，到那時候，老美就是想賣，我們都不要。這話有沒有道理呢？
道理是有的，國內目前雖然很多芯片都是依靠進口，但主要還是民用的電腦和手機，像一些重要的部門都是用的國產。基本上全球生產出來的芯片都被國內消耗了，現在老美不賣，你說誰會損失呢？
l 倪光南：有坐十年冷板凳的準備
倪光南是中國工程院的院士，他以前在聯想上班，研發了很多電腦，現在國內能夠使用電腦，他是居功至偉的，不過他堅持走“技工貿”的路子，而不是專門搞代工組裝和營銷，跟聯想公司的發展路線不同，大家理念不同，後面就被解僱了。
倪光南的意見跟張忠謀很相似，他認為中國要建立的自己的半導體產業鏈，而且要趕上國際先進水平的話，那就要有坐十年冷板凳的思想準備。幾位大佬還是覺得國內的半導體是有希望的，認為有“彎道超車”的可能。
摩爾定律的制約
國內如果想要“彎道超車”，就必須抓住摩爾定律，摩爾定律是國內最大的底牌，甚至可以一波“做空”國外的半導體行業，那麼就讓我們來了解一下什麼是摩爾定律。
l 摩爾定律是什麼東西
摩爾定律肯定跟一個叫做摩爾的人有關，他就是上面說到的英特爾創始人戈登·摩爾提出的。戈登·摩爾他懂技術，很懂，當初就是他跟7個同事“背叛”原來的公司，聯合創業，現在半導體集成電路的製程工藝的就是源於他們8個人。
他提出的摩爾定律有好多個版本，修改過幾次，目前的摩爾定律是這樣的：晶體管的密集度在兩年的時間裡必須增加一倍。什麼意思了，比如在過去，芯片的製程工藝是56納米，那麼兩年之後，它就必須達到28納米才行。
為什麼會這樣？其實這是一種半導體行業的經濟發展規律，因為芯片工藝的研發需要“鈔票”，一旦完成了工藝以後，獲得的性能提升不能達到一倍，那麼“鈔票”就不夠研發費；如果時間拖得太久，不能在兩年之內完成，作為重資產行業的半導體就會缺乏活力，停滯了。
l 芯片的技術瓶頸
按照摩爾定律揭示出來的半導體行業規律，實際上，有一天半導體行業都會停滯的，所有的半導體行業只要能夠堅持下去，都會達到同一個終點，雖然不是“彎道超車”。
因為芯片製造是有技術瓶頸的，荷蘭ASML公司就說了，他們製造出來最先進的13.5納米波長的極紫外光光刻機，製造出來的晶體管，柵極的極限長度就是1.5納米；即使後面光源的波長再短，但是晶體管會漏電，一旦漏電就會短路，芯片就報廢了。
l 新的一次技術“革命”
在20年前，摩爾定律就曾經失效過一次，當時光刻機制造大佬不是荷蘭的ASML，而是日本的尼康和佳能，ASML還在抱飛利浦的大腿呢！那時候的光刻機使用的光源是193納米的深紫外光，尼康和佳能的想法是繼續縮短波長，達到157納米的長度。
這時候，摩爾定律就是失效了，193納米到157納米所帶來的性能提升，根本不夠研發成本，虧本了。還是臺積電的林本堅站出來說了一句：水的折射率比空氣大，如果在鏡頭和晶圓之間注水，那麼這種新的193納米的浸潤式光刻技術能滿足摩爾定律。
這是半導體行業的一次技術“革命”，倒下了日本的尼康和佳能，臺積電和荷蘭ASML從此奠定了行業“霸主”的地位，當時摩爾定律可沒那麼容易“打發”，投入了那麼多的資金去研發浸潤式技術和製造浸潤式光刻機，生產出來的芯片要賣給誰？
沒錯，就是國內的市場，如果沒有國內每年兩萬億人民幣的市場在吃撐，摩爾定律還是要失效，這是中國的底牌，一旦國內不買芯片，老美髮展了幾十年的芯片技術，投入的研發費用，一下就要“破產”，被一波“做空”。他敢不賣試試？
材料就是技術
而國內要實現“彎道超車”的關鍵就是技術，但這個技術不是光刻技術，也不是光刻機制造技術，而是材料技術。
l 材料就是技術
國內為什麼做不出先進的光刻機，是沒有那個技術嗎？錯，是沒有那個材料，光刻很精細，其中對於精密機床的要求很高，要快準狠，高速運作時，偏差必須可控，但是“臣妾做不到”，德國、日本、瑞典做到了，因為在機床的軸承處有一種材料，就是這種材料起作用。
國內也不需要在其他材料上有所突破，從晶體管的發展歷史中可以看到，一開始是鍺晶體管，現在是硅晶體管，那以後呢？
果能找到一種新的材料，那麼“彎道超車”指日可待，甚至能夠降低對光刻機的要求，不能荷蘭ASML的頂級光刻機，都可以實現跟5nm（納米）同等性能的芯片。幸運的是，國內真的找到了這種材料，那就是碳，並且做出了兩種晶體管。
l 中科院新型晶體管
中科院利用是石墨烯微觀層面“狄拉克點”的存在，使得石墨烯具有電子通道，具有電子學性質，製造出了鍺-石墨烯-硅晶體管，這是一種全新的晶體管，同樣尺寸的晶體管，中科院研究出來的這種新型晶體管的性能是很優越的。
l 北京大學碳納米管
北京大學的彭練矛團隊最近幾年一直在研究新型的芯片材料，終於製造出了碳納米管，並且用作計算機的基本運算單元，碳基芯片成為可能，同樣也是性能優越。
寫在最後
中科院和北京大學真的是厲害，製造出了新的材料，這有可能引起半導體行業新的一次“變革”。而且是專屬於中國的，外國人學不來，為什麼？因為他們已經在硅材料上投入了大量的設備、人力，陣前易帥，之前的投入不就“打水漂”了嗎？
而且這種新的技術對於他們而言，沒有必要，對於國內卻很迫切，國內剛剛起步，投入不大，陣前易帥是可以的，國外就不行，說不定採用新材料所提升的性能都不夠研發費用的。
這兩種新型的材料，還是北京大學的比較有前途，因為中科院突破的這個難題，鍺-石墨烯-硅晶體管，鍺太稀有了，石墨烯量產困難，碳納米材料就不一定了。當然目前都停留在了實驗室製取的過程，什麼時候實現工業化量產還不好說。但未來可期，不是嗎？
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