最新进展！科研人员利用超导体触点，有望实现1nm芯片

将芯片越做越薄，一直都是科学家们的梦想。

但我们都知道，现有的 硅晶体 已经越来越接近物理极限。

想要从“纳米级”突破到“原子级”，只能靠二硫化钼等 超薄半导体材 料来帮忙。

近日，来自瑞士巴塞尔大学的研究人员宣布，他们成功在二硫化钼材料上加入了 超导体触点 ，从而展示与硅晶体类似的特性。

这次实验的成功， 验证了超薄半导体材料制造半导体元器件的可行性 。

本次实验由Andreas Baumgartner博士领导，其领导的研究小组计划将一些具有半导体性质的天然材料层叠形成三维晶体，再与超导体结合起来，继而探究新材料的特性。

在实验开始，研究人员先将 二硫化钼分离成单独的层 ，这些单层的厚度不超过一个分子。

接着，研究人员像“制作三明治”一样在 单层的二硫化钼两侧加入两层薄薄的氮化硼 。在手套箱中的保护性氮气保护下，研究人员将氮化硼层堆叠在二硫化钼层上，并将底部与另一层氮化硼以及一层石墨烯结合。

然后，研究人员将这种复杂的范德华异质结构（一种特殊的三维结构） 放置在硅/二氧化硅晶片的顶部 。

这样就堆叠出一个 类似于半导体元件的全新合成材料 。

在堆叠完成后，研究人员开始在绝对零度以上（-273.15摄氏度）的低温下进行实现观察。

最后他们发现，在超低温的条件下，超导电测量清楚地显示了超导引起的效应；例如，单电子不再被允许通过。此外，研究人员还发现了半导体层和超导体之间存在强耦合的迹象。这些特性与目前半导体芯片的物理特性十分相似。

研究项目经理鲍姆加特纳解释说：“在超导体中，电子将自己排列成成对，就像舞伴一样，产生了奇怪而奇妙的结果，比如电流的流动没有电阻。另一方面，在半导体二硫化钼中，电子表演一种完全不同的舞蹈，一种奇怪的独舞，也包含了它们的磁矩。现在，如果我们把这些材料结合起来，我们想亲自看到这奇异的舞蹈。”

简单来说， 本次实验验证了超薄半导体材料代替硅晶体的可行性 ，为下一代半导体制造器件提供了新的思路。

如今的芯片制程工艺，已经完成了5nm的突破，科学家们发力向1nm的极限冲刺，今年5月6日，IBM率先宣布造出2nm芯片，顿时让整个半导体圈子欢欣鼓舞。

但由于摩尔定律的存在，即使单位面积容纳的晶体管数量逐步提前，但是效能无法得到显著提升，在硅晶片的物理特性即将达到极限的背景下，1nm工艺像一座大山挡在硅技术面前。

此外，在目前的先进制程里，都需要绝缘体的存在，他们存在的意义是要协助电子能顺利通过晶体管里的通道，当制程持续向下走，通道势必越来越小，晶体管之间的串扰会很大，芯片的效能表现也会大打折扣。

例如一颗5nm工艺材料的芯片里，已经塞下太多的晶体管， 一旦电子黏在芯片内部的氧化物绝缘体上，就会导致电流不易通过，最终引起功耗增加、芯片发热等问题 。

这也是为什么我们会吐槽台积电和三星5nm工艺纷纷“翻车”， 因为这真的太考虑后期的打磨 。

既然三维的材料会让电荷依附在上面，那么用二维材料作为替代品，可以完美避免电流通过的问题。

目前， 业内普遍采用二硫化钼作为二维超薄单层材料 ，这也是被认为是突破硅晶片小型化限制的最有力替代品。

事实上，除了此次瑞士巴塞尔大学的研究以外，学术界早已在二维材料连接上有所突破。

早前，麻省理工学院（MIT）的孔静教授领导的国际联合攻关团队宣布与台大、台积电共同完成合作，使用原子级薄材料铋（Bi）代替硅，有效地将这些2D材料连接到其他芯片元件上。

当铋（Bi）材料被作为二维材料的接触电极时，可以大幅度降低电阻并且提升电流 。

正如前文所说，金属和半导体材料之间的界面会产生了一种叫做金属诱导的间隙(MIGS)状态现象，抑制电荷载体的流动。而属于半金属的铋（Bi）材料，电子特性介于金属和半导体之间，可以有效消除了电荷流通的问题。

目前，台积电技术研究部门已经开始“铋（Bi）沉积制程”技术的研究，这项研究已经成为未来1nm工艺的突破所在。

通过这项技术，研究人员可以设计出具有非凡性能的微型化晶体管，可以有效满足了未来晶体管和芯片技术路线图的要求。

超薄半导体材料的成功验证，给我们展现出下一代半导体的无限潜力 ，未来的计算机或者会随着超薄半导体材料的成熟展现出全新的姿态。

同时我们也要看到，台积电、IBM都在积极抢占1nm先进制程工艺。

关于下一代半导体的竞争已经悄然开始 。

自3月开始，宝岛台湾，遭遇半个多世纪以来最严重的一次干旱，岛内严重缺水。

那么，台湾缺水将 对全球半导体产业链产生什么影响？

对国内半导体产业链又有哪些机会？

哪些公司又有望受益呢？

本期社长就来和你分析一下，要看到最后[可爱]

要知道，半导体芯片生产的每个环节都离不开大量用水。这对于拥有台积电等半导体巨头，且代工市场占全球65%的台湾而言，可谓重大打击。一旦缺水局面得不到缓解，全球缺芯局面恐将进一步恶化。

但从另一方面来看，缺芯也将倒逼需求端扩产大潮的强劲增长，作为全球半导体产业链重地，中国大陆半导体市场规模约占全球25%，且还在不断上升。

这也就意味着，设备环节和制造环节，都将在国产替代逻辑下充分受益。国内5大半导体潜力龙头，有望迎来黄金发展期。#半导体# #芯片#

总市值：217亿

晶方 科技 成立于2005年，长期专注于传感器领域的封装测试及专业代工业务。是全球第二大CIS晶圆级芯片封测服务商。

2020年净利同比增长252%，这其中，封测业务，毛利率高达80%。 这在全行业都实属难得。

不仅如此，据社长了解，实际上，早在2007年，晶方 科技 就成功研发出拥有自主知识产权的超薄晶圆级芯片封装技术，不仅彻底改变了封装行业，更使高性能，小型化的摄像头模块成为可能。

而 得益于车载摄像头在 汽车 智能化、网联化的趋势下快速兴起，公司将长期受益。

总市值：243亿

从服装巨头，转型锂电龙头，即使是在“神仙”汇集的A股，这样的故事也足够魔幻。而成立于1992年的杉杉股份，正是故事的主角。杉杉股份业务涵盖锂离子电池材料、电池系统集成以及服装、创投等业务。 是国内唯一一家从服装企业成功转型为新能源产业的领军企业。

目前已实现碳硅负极材料量产，其中，正极年产量6万吨，负极年产量8万吨，电解液年产量4万吨，综合产能位列全球第一。

而从杉杉股份先后与澳大利亚锂矿公司Altura以及洛阳钼业签订合作协议来看，社长觉得杉杉股份已不再满足于锂电龙头的地位，它正在尝试以锂电材料为基础，撬动整个新能源产业版图。

总市值：345亿

立昂微成立于2002年，是国内少有的具有硅材料及芯片制造能力的完整产业平台，业务横跨半导体硅片及功率器件两大细分赛道，一体化优势明显。同时，凭借强劲的研发实力，立昂微目前 已切入安森美、中芯国际、华润微等国内外知名企业供应链，盈利水平逐年提升 。

从2016年到2020年前三季度，立昂微营收增速始终保持在30%左右。其中，12英寸半导体硅片相关技术已于2017年通过正式验收，标志着立昂微已走在我国大尺寸半导体硅片生产工艺的前列。

而就在今年3月，立昂微宣布募投52亿扩充12寸硅片产能，加码布局功率景气赛道，从这个角度看，社长认为硅片龙头腾飞，指日可待。

总市值：382亿

士兰微成立于1997年，经过二十多年的发展，已经从一家纯芯片设计公司，发展成为目前国内为数不多的，集设计与制造一体化的综合型半导体厂商。主要产品包括集成电路、半导体分立器件、LED产品等大类。

得益于士兰微，完全走的是自主知识产权的道路，截至2021年1月初已经有部分技术水平领先的国产设备通过工艺验证，比原定验收时间缩短50%。

除此以外，士兰微智能功率模块的技术水平已排进全球前十，在行业需求快速增加、公司自身相对竞争优势明显的背景下，社长预计未来几年，公司IPM模块的营业收入将会持续快速成长。

总市值：1210亿

闻泰 科技 是目前国内最大的手机代工ODM企业，早在2015年，闻泰 科技 的代工产品出货量，就已经成为全球第一。

在这里社长特别要提到一点，目前，全球主流手机品牌厂商，只有vivo和苹果全部采用自研设计，其他的公司，包括三星、华为，都是要和ODM厂合作的，尤其以性价比著称的小米，75%的手机，都由ODM公司代工。

这也是为何闻泰 科技 的业绩能一直保持在较高水平。数据显示，即便是在 全球智能手机市场低迷的过去四年里，闻泰的年均复合增长率高达94.37% 。

而随着闻泰 科技 在2020年对全球领先的 汽车 功率半导体厂商，安世半导体的全资收购，未来有望深度受益于 汽车 电动化的快速发展。

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你看好哪个公司，评论区一起聊一聊[可爱]

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