光刻机2纳米是极限吗（光刻机2纳米是极限吗知乎）
光刻机2纳米是极限吗（光刻机2纳米是极限吗知乎）
随着芯片精密程度越来越高，全球在芯片制程方面的进步速度越来越慢，很多人在怀疑，是不是人类在芯片研发上已经遇到瓶颈了呢？ 直到前几日 IBM宣布研制出了2nm的芯片 ，解开了人们的迷惑， 或许芯片的技术更新有一天会陷入停滞，但至少不是现在 ，在这一领域人类还有很大的进步空间。
虽然是全球最强的计算机企业，但事实上IBM早就出售了自己的芯片研发部门，退出了芯片市场的争夺。因此， IBM早就没有了独立研发2nm芯片的实力 。
那IBM 是怎么完成这一壮举的呢？
事实上， IBM虽然退出了芯片市场，但是对于芯片技术的研究却一直没有停止过 ，多年来IBM在芯片研发方面累积了很深的技术底蕴。不过 单凭IBM的一己之力是远远没有办法完成这一壮举的 ，于是IBM找来了AMD、三星、ASML以及之前被自己出售的GlobalFoundries， 在这些企业的通力合作下，IBM最终制造出了这一颗2nm的芯片。
IBM的成功更证明了老美的技术封锁是多么的可笑 ，在芯片领域许多企业都有各自的优势，如果能够将大家的优势集中在一起，人类将在芯片领域取得更大的成就。 而老美为了抢夺霸主地位，不惜牺牲全球的芯片事业，将这个市场割裂，这种行为是在阻碍全球芯片行业的发展，老美会演变成 历史 的罪人。
所谓2nm制程就是将芯片内部的电路直径缩小到2nm，这对于 科技 实力的要求非常高。 目前，全球范围内制造芯片所采取的技术以光刻为主，想要 将线路缩小至2nm就必须将轰击晶圆靶材的光束精度控制在2nm ，而要实现这一技术需要极强的技术实力。 目前，全球范围内还没有2nm的光刻机 ，所以想要制造出2nm芯片，只有通过5nm光刻机多次进行刻蚀，不断提高精度才能够完成。
由于技术复杂程度较高，对于精密度的要求较高，所以每一步的刻蚀都有很大概率失败。因此， 以目前的技术制造出2nm芯片非常不容易，但最终凭借着毅力IBM最终还是制造出了2nm芯片，这是一项令世人震惊的成就 。但是令人遗憾的是，由于技术方面限制， 目前我们还没有办法对2nm芯片进行量产，所以暂时我们还不能在市面上看到2nm芯片的产品出现。
但是 2nm芯片的问世对于我们来说，同样是意义非凡 。它 不仅证明了人类在芯片领域还有进步的空间 ，同时也 向我们展示了2nm芯片的强大实力 。如此一来， 人类在芯片技术领域的 探索 将更有斗志。
首先， 提高了线路的精密度 就意味着，同等大小的芯片上我们可以塞入更多的晶圆体，这也是目前人类提高芯片性能的主要方式。而2nm芯片的制造工艺，足以让我们在指甲盖大小的芯片中塞入500亿个晶圆体。也正是凭借这一工艺，使得2nm芯片相较于7nm芯片性能上提高了45%， 这种芯片不仅能应用在手机上，应用在航空、航天、军事领域都能够帮助国家迅速提升 科技 实力 。
更加令人兴奋的是，这一次IBM还采用了一种底部电介质隔离方案，这种制造工艺能够减少芯片内部线路电流泄露的问题，这一工艺能够帮助2nm芯片降低运行功耗和发热问题。目前，随着芯片制程越来越紧密，芯片的功耗问题越来越严重，其中骁龙888最为典型。造成这一现象比较重要的原因就是芯片的线路的电流泄漏问题，但由于线路过于紧密，所以这问题解决起来比较麻烦。
而这一次， IBM给大家提供了一种新的解决思路，未来芯片企业在解决这一问题时可以参考这种方式 。2nm给我们带来了很大的惊喜，让我们有动力去追求更先进的芯片技术，这一点是值得高兴的。
从IBM身上，我们看到了人类在芯片领域的进步空间。 但是，对于中国的芯片产业来说， IBM的进步会给中国造成更大的压力，因为它意味着中国与国外在芯片领域方面的技术劣势被再一次拉大 。如果中国不想在芯片领域输得更惨， 我们就必须加快前进的脚步，只有这样中国才能够赶得上老美的步伐 ，所以中国已经没有了放松警惕的可能， 我们必须不停地奔跑，不停地奋进，让自己不要落后太多。
全球第一颗2nm芯片诞生，刷新半导体芯片极限，IBM不愧是你
IBM推出全球首颗2nm芯片，性能提升功耗下降，巨头不愧是巨头
其实在各种芯片领域，所谓的物理极限都只是当时人们技术水平不够所导致的理论极限，就比如在若干年之前，当时研究硅基芯片的人难道会想到现在的硅基芯片能做成这样吗？时代是在进步的，人类的科技水平每日都在更新，硅基芯片的物理极限被不断被突破是一个非常正常的现象。
台积电作为硅基芯片领域的佼佼者，他们在硅基芯片在研究方面一直都是下了很多大功夫的，他们的制作工艺绝对是一般芯片公司无法比拟的。像芯片这种东西，所要求的制作工艺是非常的高，指甲盖大小的芯片需要集成几十万甚至上百万的晶体管，这个数字与芯片的精细程度息息相关，虽然芯片的制作过程大概只分为设计、制造、封装和检测，可这小小四个过程，却是难倒了无数人，理论知识大家都可以学到，但实际操作却只能通过一次又一次的失败来获取经验。
制作一个芯片最重要的设备就是光刻机，而顶级的光刻机技术又在荷兰的ASML公司，一般人是绝对买不到这么高级的光刻机，但台积电公司可不是一般人，他们所能获取的设备说不定比现在明面上的还要更高级，而且他们是有自己的设备研究室，大多时候会将市面上的机器购买回来重新研究，随后自己改装设计出更为高级的设备，想要做出好的芯片，自然而然是得有最高级的设备，而台积电在这点方面绝对是完全具备的。
再来是芯片制造中非常重要的一个材质问题，好的材质才能造出好的芯片，特别是制造硅基芯片所需要的硅基材料，当初的人之所以会认为7纳米是硅基材料芯片的物理极限，是根据摩尔定律和各种物理法则进行计算得出，因为以当时的工艺水平和材料水准就只能造出7纳米的硅基芯片，不过现在人们已经制造出了更为高级的芯片制造设备，也发现了更适合的硅基材料，二者相互叠加之后，突破原本的硅基芯片七纳米极限也是可以理解的事情。
硅基芯片7纳米的物理极限是通过物理公式和摩尔定律计算出来的，而现在也证实了这个物理极限并不是真正的极限，7纳米的硅基芯片都已经投入工业化生产了，而5纳米的芯片则已经有了真正的样本，台积电现在是公开表示他们会做出更薄的芯片，三纳米两纳米甚至是更低，不过到那时所需要的设备和材料又是我们无法想象的了。
随着人类的工艺进程不断突破物理上的极限，人类的制造工艺也会达到一个又一个新的标准，不想被时代抛弃的话，只能不断的自我进步，芯片绝对是世界上一个经久不衰的领域，这个领域的突破是可以直接代表了人类在科技水平上的突破。
2020年3月28日，中国计算机学会做了一个 CCF YOCSEF 技术论坛：量子计算机离我们还有多远？的主题，主题上 张辉（合肥本源量子计算 科技 有限责任公司副总裁，中国科学技术大学博士）做主题演讲时候有提到，3nm是经典计算机的工艺极限，就是因为量子的问题。本源量子是国内中科院旗下的做量子计算机方面的公司。
之前中芯国际副总曾经在喜马拉雅的音频节目中回答过这一提问，他说1nm的光刻机工艺并不是技术上难以逾越的门槛。只是目前采用投影或浸入式的技术还难以做到1nm工艺，但其实世界上已有直写技术可以做到1nm了，只是采用直写技术的硅片没有商用价值，只能制作掩膜版用，所以说3nm更不是极限了，那么光刻机的极限在哪里呢？接着往下看。
光刻机的极限
其实光刻机极限已经快到了，因为硅这种材料的极限在1纳米左右，如果想要超越1nm,那就得换材料了，但是目前地球上已经发现的材料中，没有比硅更适合的了，所以末来十年都很难超越1nm工艺，除非科学家能发现一种新材料，当然，这种可能很小。
超越1nm很难，那么达到1nm呢？目前要想达到1nm，目前当芯片内部线宽窄到3nm，电路中用于导电的铜线之间的间距太小，就会发生短路，所以说达到1nm都很难，只能寄希望于量子技术的突破了。
荷兰ASML（阿斯麦）公司的现状
在EUV光刻机方面，荷兰ASML（阿斯麦）公司垄断了目前的EUV光刻机，去年出货26台，创造了新纪录。据报道，ASML公司正在研发新一代EUV光刻机，预计在2022年开始出货。
根据ASML之前的报告，预计2020年将会交付35台EUV光刻机，到2021年则会达到45台到50台的交付量，是2019年的两倍左右。目前ASML出货的光刻机主要是NXE:3400B及改进型的NXE:3400C，两者基本结构相同，但NXE:3400C采用模块化设计，维护更加便捷，平均维修时间将从48小时缩短到8-10小时，支持7nm、5nm。
荷兰ASML（阿斯麦）公司的极限
与之前的光刻机相比，ASML新一代光刻机的分辨率将会提升70%左右，可以进一步提升光刻机的精度，毕竟ASML之前的目标是瞄准了2nm甚至极限的1nm工艺的。不过新一代EUV光刻机还有点早，至少到2022年才能出货，大规模出货要到2024年甚至2025年，届时台积电、三星等公司就可以考虑3nm以下的制程工艺了，所以说到2022年光刻机的精度有望达到3nm,要想达到1nm，估计要到2030年了。
总结
总结来说1nm应该是光刻机精度的极限，预计要10年左右才能达到这一目标，我是小熵，你有什么看法？快到下方评论区留言吧！欢迎关注，持续为您答疑解惑。
在紫外光谱。不同的材料有区别。
