国产芯片最低多少纳米 世界上的最小芯片已经到5nm了

众所周知，全球制造芯片最厉害的当属台积电，目前已经是5nm，使用台积电5nm工艺术的苹果A14就已经发布了。但是对于我国来说，5nm显然是很遥远的存在。

报道指出，目前我国在相关技术上的掌握其实还远远不够，芯片制造本身需要脚踏实地的试验和研究，虽然理论上不存在问题，但技术和经验往往是决定成功与否的最重要标准。此前中科院发布的相关技术完全可以说是5nm芯片的相关技术，但距离掌握芯片制造的全工业流程还远远不足。必须清楚的是，由于起步较晚，我国在芯片领域虽然紧赶慢赶，但目前还只有180nm工艺的水平。

从全球半导体的工艺制程来看，28nm以上算是成熟工艺，而14nm及以下都算是先进工艺，而7nm或以下工艺的芯片产能占了全球总产能的90%以上，目前基本上也就只有几款手机芯片才使用5nm工艺。而我们知道芯片制造需要几十上百种设备，几百道工序，非常复杂，同时芯片制造遵循短板理论，那就是最高工艺，取决于最落后的那一款，也就是最短的那一块“板子”。

虽然理由很多，但其实说白了还是时间的问题，Intel从起家都干了多少年了？当时1968年我们在干啥；三星（1978年）和台积电（1987年）入行也相对较早，而当时我们才刚刚从传统产业中挣脱出来，还在艰难地摸索适合中国发展的模式。

从目前的垄断情况看，没有个数年甚至十年以上可能都是做不到的，但中国的科研团队向来耐得住寂寞。在当前国家越发重视科研的大背景下，资金和人员的投入不断加大，对普通人来说可能无法忍受，但对年轻或者年长的科学家们而言，距离研究出结果不过是又一个“十年”而已。

我们在追赶，ASML的EUV 4nm制程曝光机设备据说已被允许卖给中国，标志着设备方面我们不再成为关键的研发瓶颈。但长远来看，如果国内现在最先进都是14nm，买了曝光机直接进入4nm制程，随着摩尔定律的突破，可能跳级的结果是带来严重的不适症状，也就是项目难产。所以第一条提到的技术时间积累储备、有长期的学习曲线方面，这将是一条很坚硬很坚难的山路，可能我们要好长时间才能实现真正赶超。

等到我国不依赖国外的设备、材料，尤其是光刻机，能制造出10nm以内的芯片出来，才是算是真正的崛起，这时候再进行赶超就没那困难了。

7nm不是工艺极限，而是物理极限。要做个小于7nm的器件并不难，大不了用ebeam lith。但是Si晶体管小于7nm，隔不了几层原子，遂穿导致漏电问题就无法忽略，做出来也没法用。

芯片上集成了太多太多的晶体管，晶体管的栅极控制着电流能不能从源极流向漏极，晶体管的源极和漏极之间基于硅元素连接。随着晶体管的尺寸逐步缩小，源极和漏极之间的沟道也会随之缩短，当沟道缩短到一定程度时，量子隧穿效应就会变得更加容易。

晶体管便失去了开关的作用，逻辑电路也就不复存在了。2016年的时候，有媒体在网络上发布一篇文章称，“厂商在采用现有硅材料芯片的情况下，晶体管的栅长一旦低于7nm、晶体管中的电子就很容易产生量子隧穿效应，这会给芯片制造商带来巨大的挑战”。所以，7nm工艺很可能，而非一定是硅芯片工艺的物理极限。

现在半导体工业上肯定是优先修改结构，但是理论上60mV/decade这个极限是目前半导体无法越过的。真正的下一代半导体肯定和现在的半导体有着完全不同的工作原理，无论是TFET还是MIFET或者是别的什么原理，肯定会取代目前的半导体原理。

扩展资料

难点以及所存在的问题

半导体制冷技术的难点半导体制冷的过程中会涉及到很多的参数，任何一个参数对冷却效果都会产生影响。实验室研究中，由于难以满足规定的噪声，就需要对实验室环境进行研究。半导体制冷技术是基于粒子效应的制冷技术，具有可逆性。所以，在制冷技术的应用过程中，冷热端就会产生很大的温差，对制冷效果必然会产生。

其一，半导体材料的优质系数不能够根据需要得到进一 步的提升，这就必然会对半导体制冷技术的应用造成影响。

其二，对冷端散热系统和热端散热系统进行优化设计，依然处于理论阶段，没有在应用中更好地发挥作用，这就导致半导体制冷技术不能够根据应用需要予以提升。

其三，半导体制冷技术对于其他领域以及相关领域的应用存在局限性，所以，半导体制冷技术使用很少，对于半导体制冷技术的研究没有从应用的角度出发，就难以在技术上扩展。

其四，市场经济环境中，科学技术的发展，半导体制冷技术要获得发展，需要考虑多方面的问题。重视半导体制冷技术的应用，还要考虑各种影响因素，使得该技术更好地发挥作用。

1nm芯片不是极限。

1nm就是摩尔极限，也就是说，硅基芯片的极限精度理论上只能达到1nm，但由于自然环境的限制，其实际精度永远不可能达到1nm。

制程越小，功耗越小，在实现相同功能的情况下，发热小，电池可使用的时间更长。这就是芯片制程越来越小的主要原因。

台积电已经研发出了3nm芯片制造，本以为自己已经独占鳌头，却让人没有想到的是，近日英特尔突然宣布它们已经突破了芯片的摩尔极限，并且已经研发出三套方案，1nm不再是芯片精度的尽头。

发展：

芯片上有无数个晶体管，他们是芯片的核心，也就说，目前的技术是要把晶体管做的越来越小，这样，芯片上能容纳的晶体管就很多，芯片的性能就随之增加。

而目前最小的是1 nm栅极长度的二硫化钼晶体管。而且，并不是到1nm才会发生击穿效应，而是进入7nm节点后，这个现象就越来越明显了，电子从一个晶体管跑向另一个晶体管而不受控制，晶体管就丧失了原来的作用。

硅和二硫化钼（MoS2）都有晶体结构，但是，二硫化钼对于控制电子的能力要强于硅，众所周知，晶体管由源极，漏极和栅极，栅极负责电子的流向，它是起开关作用，在1nm的时候，栅极已经很难发挥其作用了，而通过二硫化钼，则会解决这个问题，而且，二硫化钼的介电常数非常低，可以将栅极压缩到1nm完全没有问题。

1nm是人类半导体发展的重要节点，可以说，能不能突破1nm的魔咒，关乎计算机的发展，虽然二硫化钼的应用价值非常大，但是，目前还在早期阶段，而且，如何批量生产1nm的晶体管还没有解决，但是，这并不妨碍二硫化钼在未来集成电路的前景。

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