7nm芯片迎来突破！国产半导体逆势崛起，打破日美垄断

一直以来，半导体行业都是国内产业生产的薄弱之处，很多技术都依赖于外企。

像EUV光刻机、芯片核心制造技术以及高端光刻胶等方面，但同样我们在芯片设计、封测技术等方面也占据了世界前列的位置。

如今，随着局势的变化，华为因芯片断供产生的后续影响已经初步显现，它让国产其他相关企业认识到只有自己掌握了核心技术才能避免在这些方面受到技术上的"卡脖子"。

11月13日，根据新浪 财经 最新报道，国内光刻胶领域迎来好消息，对于国内7nm芯片制造或可迎来重大突破。消息显示，国内宁波南大光电材料有限公司已正式宣布，首条ArF光刻胶生产线已经正式投入生产，预计项目完成后年销售额达10亿元。

目前该公司已经将生产出来的ArF光刻胶样品送至客户手中进行测试，如果测试成功，那么该公司将迎来更多ArF光刻胶方面的订单。

或许有小伙伴不太了解ArF光刻胶。

光刻胶在芯片生产中起到很关键的作用，可以说它是集成电路产生制造中的核心材料，对于芯片最终呈现的质量和性能方面都有很大的影响，因而光刻胶的成功对于生产制造芯片也有很大的帮助。

目前来说，虽然国内不乏有主营光刻胶的企业，但在ArF光刻胶这样的高端种类却几乎100%依赖于外企，而ArF光刻胶在对于28nm-7nm工艺芯片的生产起到至关重要的作用，因而可以说这一次在ArF光刻胶上的突破也预示着在7nm芯片制造上迎来突破！

根据资料显示，目前高端光刻胶主要集中于美企和日企手中，所占份额达全球光刻机份额的95%，而这一次宁波南大光电材料有限公司在ArF高端光刻胶中的突破也预示着国产半导体的逆势崛起，将打破美日企业在高端光刻胶领域上的垄断。

不过，想要避免外资企业在技术上的垄断，光靠一家公司明显后劲不足，但就如今的发展趋势来说，目前国产半导体相关企业已经纷纷在各自的领域中寻找突破之路。

上海微电子、上海华虹半导体、晶瑞股份等公司在芯片生产工艺上以及光刻机上等方面寻求突破口，照这样的趋势发展，未来国产半导体行业将迎来新生！

中打破了摩尔定律，在新的半导体研究领域取得了巨大的突破。利用一种新的超薄电极材料，实现了二维半导体电子与逻辑电路的自由控制。此外，南洋理工大学、北京大学、南京大学等高校的科研队伍，也在二维半导体的整合与成长上取得了突破性进展。

中国的本土企业也在努力地积累和研究相关的技术，这些技术将会在将来获益。首先，我们要说的是，摩尔定律是什么，为什么它会对半导体产生如此大的影响。戈登·摩尔，英特尔的共同创始人，提出了著名的摩尔定律：每18到24个月，集成电路上的元件数目就会翻一番，而其性能也会翻一番。这就意味着，在每一块硅片上，晶体管的体积会变得更小，也会变得更多。但是今天，一块指甲盖大小的晶体管可以容纳一百亿个，而硅晶体管也已经接近了它的物理极限。摩尔定律的继续，要求新的材料，新的装置。

目前，人们对二维半导体的前景非常看好，因为传统的硅片晶体是以三维块状半导体为基础，使得电子难以透过纳米尺寸的通道。然而，由于二维材料的存在，使得晶体管的体积变得更小，变成了一种更容易让电荷在其中自由流动的超薄晶体管。

由光敏材料及器件研究中心的黄博士、物理学院的李金龙教授带领的一个研究团队，成功地利用了一种新型的超薄电极材料（Cl-SnSe2)，实现了二维半导体电子及逻辑电路的自由控制。

该研究成功地解决了费米能级钉扎问题，使得传统的二维半导体器件难以完成互补逻辑电路，只显示 N型或 P型器件的性能。利用这种新的电极材料，可以实现 N型、 P型的功能，从而形成一种高性能、低功耗、互补逻辑的逻辑电路。

黄教授预测，这种新型的二维电极材料将会是很薄的，具有很高的透明度和d性。所以，他们可以应用到下一代的可弯曲的、透明的半导体装置上。南洋理工大学，北京大学，清华大学和北京量子资讯 科技 研究院的研究者们，近期展示了一种将单晶体滴定在二维半导体上的方法，即高 K钙钛矿的一种氧化物。该技术将为新的晶体管和电子器件的发展提供新的可能。

报告中提及了一种叫做“一种钙钛矿”的单晶滴定锶，以前人们已经发现，用一种具有不同的原子结构的钙钛矿氧化物难以实现。但是，这个研究小组使用了一种聪明的方法，它能够超越这个极限，使材料的组合几乎是无限的。

研究者称，他们发明的晶体管可以用来制作互补的 MOS电路，同时也可以降低功率消耗。在将来，这些装置将会被大量生产，用以研发低功率的逻辑和微型晶片。前不久，王欣然教授和南京大学王金兰教授的研究小组共同宣布，世界上第一个大规模、均匀的二层二硫化钼，这是目前已知的最好的二维半导体材料之一，薄膜的外延生长。

东南大学教授马亮说：“我们的研究成果，不但打破了二硫化钼薄膜的层数可控生长技术瓶颈，开发出了性能最高的二硫化钼膜器件，并将其应用到其它二维材料的外延上，为以后的硅半导体器件的发展开辟了新的思路。”

在二硫化钼的研究中，二硫化钼的载流子迁移率和驱动电流都比单层二硫化钼高，在电子设备的应用中占有很大的优势。然而，采用常规方法制备的二硫化钼双层膜存在着层数均匀性差、膜不连续性等问题，研究小组提出了一种新型的基板诱导成核和“齐头并进”的新型生长机理。

值得一提的是，芯片制造商们，也在积极地进行着新的研究。英特尔与台积电将于2021年12月举行的 IEEE国际电子装置大会上，为解决二维半导体高阻、低电流问题提供了解决办法。在半导体与金属的接触处，存在着锋利的电阻尖，这是目前二维半导体面临的最大阻碍。

台积电与英特尔公司采用了半金属锑作为接触材料，以减少半导体与触头间的能量壁垒，以达到低阻性。从2019年起，台积电一直在寻求一种可以替代硅的二维材料。台积电在今年五月率先宣称，他们已经找到了半金属铋可以在很低的电阻下，成为二维半导体的粘结剂。但是铋的熔点太低，不能承受后续的晶片高温处理。

南京大学电子工程学院王欣然博士团队，着眼于中国国内市场的发展，在2021年九月，天马微电子（深天马）与天马公司的合作，为今后 Micro LED技术的发展开辟了一条崭新的技术路径。

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