俄罗斯考古发现的几亿年前的手机CPU芯片，是怎么回事？而且还是2.5纳米制程的，现在我们最高也才5纳米

随着电子技术、电子信息等学科不断地发展，人类在制造芯片的道路上披荆斩棘。如今任何带有自动化、智能元素的产品都需要靠一块芯片来充当“大脑”的作用，我们手上的智能手机更是如此。那么人类最早一块芯片是在什么时候问世的呢？7年前俄罗斯有一项考古发现试图将芯片的历史拉回到2.5亿年前，这是怎么回事呢？

据了解，当时有一位渔民在海岸边作业时发现了一块较大的石头，他仔细观察后发现该石头表面竟然印有类似芯片的痕迹。后来这位渔民将这块石头交给当地有关部门进行研究，经过研究该石头上的芯片印迹可能在2.5亿年前就形成了。如果该印迹真是芯片的印记，那这足以说明史前文明是存在的，而且发展程度可能堪比现在的人类文明。

这件事就这样结束了吗？并没有，后来有几位权威的古生物学家加入这块特殊石头的研究，他们确定了该石头确实已经有上亿年的历史了，然而其表面疑似芯片的痕迹其实是自然生物的印记。经过筛查，他们最终确定是一种名为“海百合”的生物留下了这块疑似芯片的印记。如果你看了下面关于这块石头的图，可能也会认为这是芯片的刻痕。

石头表面出现一块长方形的白色区域，区域的中间整齐排列着类似DNA双螺旋链的结构，而长方形的两边绘制了类似接口的形状。在自然界中，很少有事物是呈现规规整整的长方形或正方形，再加上那上面刻画了整齐排列的图案，很容易让人联想到现代的科技产物芯片。如今该芯片已经被证实是海百合的痕迹，史前文明的说法再一次得不到证实。

除了发现疑似史前芯片之外，俄罗斯本土还曾经发现过“史前订书钉”。这个“史前订书钉”同样位于一块石头上，根据测量它只有2两米长，但是可以清晰地看出它的形状很像一块订书钉，因为同样有排列整齐的图案，同样有规整的长方形。那么这块订书钉能否证明史前文明的存在呢？

后来经过古生物学家的鉴定，该痕迹同样是海百合的化石痕迹，由此看来，海百合这种棘皮动物比较喜欢在石头上留下自己的印迹，而且所留下的印迹容易引起人类的遐想。尽管这两次发现都不能证明史前文明的存在，但是人们借此机会认识了海百合这种生物。根据研究，这种生物从寒武纪就已经开始出现了，至今已经有上亿年的历史。

由于它的表面看起来像是植物，因此科学家为其取名海百合，但它实际上是棘皮动物。海百合的出现让人们一次次失望，但人类并不会因此而放弃探索史前文明的脚步。倘若未来还出现一些无法解释的史前痕迹，而且这些痕迹看似人造的，那么一般人都会将其与史前文明联系起来。

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作为全球半导体设备制造巨头的ASML公司，几乎全球的光刻设备都是由它提供的。不仅是DUV光刻机占据着绝大多数的市场份额，在EUV光刻设备上更是只有它造得出来，处于垄断地位。

随着芯片紧缺愈演愈烈，为了缓解芯片紧缺的问题，各个芯片大厂在扩厂生产的需求下争相向ASML订购EUV光刻机。

但随着“芯片规则”的修改和全球公共卫生问题的产生，ASML的光刻设备自由出货受到限制，芯片的制造成本也在不但增加，甚至有些光刻零件供应链开始延迟出货。

在此背景下，越来越多的企业开始寻求其他路径，以求绕过EUV光刻设备，制造出先进制程的芯片。

英特尔就研发出新型 3D 堆叠、多芯片封装技术，该项技术被命名为Foveros Direct。它能够应用于多种芯片混合封装的场景，不仅能够将 CPU、GPU、IO 芯片以相邻或者层叠的方式紧密结合在一起，还能兼容不同厂商的芯片进行混合封装。

2021 年 7 月英特尔更是推出了 RibbonFET 新型晶体管架构，通过将 NMOS芯片 和 PMOS芯片堆叠在一起，在制程不变的情况下，晶体管密度提升了 30% 至 50%。通过这项技术，芯片制程缩小到10nm以下，最多能达到5nm。

日本铠侠公司联合佳能开发出新的NIL（纳米压印微影技术）工艺，它是一种将纳米图案印章转移到晶圆上的技术。

它的工作原理是 基于机械复制的，通过印刷技术与微电子加工工艺相互融合，使用电子束刻蚀的方式，不受光学衍射的限制。能够解决光衍射现象造成的分辨率极限问题，实现让电路线宽变得更窄，理论上来说分辨率会比EUV光刻机要高。

NIL的微影制程相对来说较为单纯，耗电量能比EUV光刻机减少10%，在设备的投资成本上也节省了40%，目前已经可以实现15nm制程的量产并应用到NAND闪存制造上，预计到2025年最高能产出5nm精密度制程的芯片。

适合工业化、低成本且具有高效率的优势让它一经推出就受到业内的重视，越来越多厂家对它感兴趣并进行询问。

俄罗斯初期投入 6.7 亿卢布用于X射线光刻机的制造。目前MIET（俄罗斯莫斯科电子技术学院）已经承接了该项目。根据当地媒体的说法，X射线光刻机性能甚至能与EUV光刻机比肩。

不同于EUV的极紫外技术，俄罗斯自研的光刻机使用的是X射线技术。从光刻设备的发展历程来看，越是高端的光刻设备，波长越短曝光分辨率就越高。

EUV的极紫外波长 为13.5nm， X 射线的波长在 0.01nm 到 10nm 之间，光从波长来看， X 射线光刻机是比EUV光刻机有优势的，不需要光掩模版的直写光刻方式也使成本大为降低。

但X 射线穿透性太强，只能用于直写光刻导致速度太慢，目前MIET面临的最大问题就是在工艺以及效率的提升上。

俄罗斯虽然半导体产业不发达，但在X射线和等离子这方面的技术上有着深厚的基础，要提升工艺实现量产并非不可能。

Chiplet 技术就是我们常听到的“小芯片”技术。目前国际上很多知名企业都在发展“小芯片”技术。

如全球规模最大的芯片代工厂——台积电，就自研出新的3D芯片封装工艺，通过将两枚低制程芯片用先进的3D封装工艺封装在一起，能提升1.5倍的性能。

对于3D封装技术，台积电还在不断进行试验和优化，目前最高已经能产出3nm制程的芯片。只是良品率还不高，成本消耗也更大。但对于能绕开EUV光刻机实现自主生产，就意味着能拥有自主权实现自由出货，这就是值得的。

苹果公司最新推出的M1 Ultra芯片也是将两枚M1芯片并列粘合在一起组成的，经过检测，M1 Ultra芯片的性能甚至比A15还要高出65%。

华为在5G芯片得不到供应之后，也明确表示会采用芯片堆叠技术，用面积换取性能。目前华为已经开发出芯片堆叠封装及终端设备并申请了专利。

在本就是自研芯片的基础上，有了自己的设备，华为要生产出芯片是不难的。

这些企业纷纷进入芯片相关产程自研，就是为了绕开EUV光刻设备的限制实现芯片自由。已经不能自由出货的ASML对各商家来说负面影响是很大的，不仅芯片的增产计划受到影响，可能客户的订单都不能如期交付。

而且，在美方技术的限制下，ASML已经隐隐有被 *** 控的迹象，避免EUV光刻机的限制，也是在挣脱老美在半导体领域的限制。

这也表明，如果ASML无法实现自主出货，终将会被时代抛弃。

对于各个企业纷纷开始自研光刻设备和芯片技术，大家有什么想法呢？欢迎在评论区留下您独到的见解。

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