要說起芯片工藝目前已知的最高來到了3nm，但科技領(lǐng)域永遠(yuǎn)沒有最強(qiáng)只有更強(qiáng)，當(dāng)人們都認(rèn)為3nm就是行業(yè)天花板的時(shí)候，臺(tái)積電帶著1nm工藝重新定義了行業(yè)的天花板，真的是一騎絕塵，讓競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手望其項(xiàng)背。除了工藝的提升，臺(tái)積電官方表示，制造這種1nm芯片的必要原材料中國(guó)的儲(chǔ)量占全球的75%，另外由于金屬鉍很難單獨(dú)存在，世界上僅有2個(gè)單獨(dú)的鉍礦床，其中1個(gè)就在位于我國(guó)廣東省的懷集地區(qū)，中國(guó)幾乎對(duì)1nm芯片原材料占有絕對(duì)控制權(quán)，這也給我們?cè)谛酒I(lǐng)域突破帶來了近水樓臺(tái)的優(yōu)勢(shì)。

目前，全球范圍內(nèi)半導(dǎo)體制程都是采用硅作為材料，但硅存在物理極限，于是國(guó)內(nèi)外開始轉(zhuǎn)向別的材料進(jìn)行研究，這時(shí)候的二維材料成為大家的研究重心，但二維材料電阻大、電流小的缺點(diǎn)，卻阻礙著研究的腳步。通過不斷研究，麻省理工發(fā)現(xiàn)半金屬電極能解決這一問題，而后便協(xié)同臺(tái)大、臺(tái)積電進(jìn)行協(xié)作，開啟新的研究道路。

眾所周知，中國(guó)臺(tái)灣省的臺(tái)積電一直走在攻克芯片制程的最前列。就在不久之前，在臺(tái)積電攻克完4nm芯片制程難題的時(shí)候，很多國(guó)內(nèi)外專家就曾指出，這已經(jīng)到芯片的極限了，再往后發(fā)展估計(jì)會(huì)超級(jí)困難。專家們的話并沒有阻止臺(tái)積電的進(jìn)步，在相繼突破3nm和2nm之后，迎來了一場(chǎng)令人震撼的技術(shù)盛宴，那就是1nm芯片的突破。

集成電路制造技術(shù)融合了半導(dǎo)體、材料、光學(xué)、精密儀器、自動(dòng)控制等40多個(gè)工程科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的最新成就，代表當(dāng)今世界微納制造的最高水平，其技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)規(guī)模已成為衡量一個(gè)國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。集成電路產(chǎn)業(yè)處于電子信息產(chǎn)業(yè)鏈的上游，是一個(gè)有巨大市場(chǎng)規(guī)模且持續(xù)增長(zhǎng)的行業(yè)，以2017年為例，集成電路產(chǎn)業(yè)對(duì)全球GDP的直接貢獻(xiàn)高達(dá)4086.91億美元。近年來，得益于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等領(lǐng)域的快速發(fā)展，集成電路的應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大。

與此同時(shí)，集成電路是電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心，一直在推動(dòng)信息化和工業(yè)化深度融合中發(fā)揮著重要作用。比如，利用集成電路芯片對(duì)傳統(tǒng)機(jī)床進(jìn)行智能改造，形成了數(shù)控機(jī)床的新興產(chǎn)業(yè)。汽車電子化是提高汽車安全性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性等性能的重要措施，引發(fā)了汽車工業(yè)的新革命。面向傳統(tǒng)行業(yè)定制的處理、控制、存儲(chǔ)相關(guān)集成電路，不僅將重構(gòu)傳統(tǒng)行業(yè)發(fā)展生態(tài)，而且將驅(qū)動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

近幾年，半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展速度非常迅猛，芯片生產(chǎn)工藝在短短幾年間，從10nm發(fā)展到如今的5nm，未來還將繼續(xù)向3nm、2nm挺進(jìn)。4月16日消息，據(jù)說臺(tái)積電已經(jīng)獲得支持，有望在2030年量產(chǎn)1nm以下工藝。

臺(tái)積電憑借著自己高超的工藝水平，在全球晶圓代工廠里占據(jù)一席之地，甚至一度成為領(lǐng)頭羊，現(xiàn)在又突破了1nm芯片，其實(shí)力不容小覷。其實(shí)早在2018年臺(tái)積電就率先突破了7nm，那一次的突破為他們穩(wěn)固了自己的市場(chǎng)，還一度供不應(yīng)求，場(chǎng)面好不熱鬧。

距離7nm的突破不過兩年，2020年臺(tái)積電再一次走向成功，有了新的進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)了5nm的量產(chǎn)。雖然臺(tái)積電的霸主地位已定，但他們還在持續(xù)不斷地進(jìn)行研發(fā)，一步一步地刷新大家的認(rèn)知，也在突破4nm、3nm、2nm的極限，迎來了1nm的芯片技術(shù)的重大突破。

為了協(xié)助臺(tái)積電、日月光等半導(dǎo)體廠商，提前布局12寸晶圓制造利基設(shè)備，高雄半導(dǎo)體材料專區(qū)將建立南部半導(dǎo)體材料S廊帶，用于掌握關(guān)鍵化學(xué)品和材料優(yōu)化參數(shù)。簡(jiǎn)單理解為，高雄半導(dǎo)體材料專區(qū)將建立一塊專門的區(qū)域，用于研發(fā)更先進(jìn)的材料，用來生產(chǎn)1nm以下工藝芯片。

比納米更小的長(zhǎng)度單位為埃米，1埃米=0.1nm。想要突破1nm極限生產(chǎn)更先進(jìn)的工藝，那么就需要進(jìn)入到埃米工藝時(shí)代。要知道目前ASML最遠(yuǎn)規(guī)劃的光刻機(jī)型號(hào)EXE:5200，數(shù)值孔徑為0.55NA，最大限度也僅能服務(wù)于1nm工藝。而且，硅片、曝光潔凈室也都達(dá)到了物理極限，想要將芯片工藝突破到埃米工藝，是非常大的挑戰(zhàn)。

去年，臺(tái)積電實(shí)現(xiàn)了5nm工藝量產(chǎn)，今年將會(huì)推出改進(jìn)后的5nm+工藝。3nm工藝則會(huì)在2022年開始量產(chǎn)，同時(shí)2nm工藝也已經(jīng)在研發(fā)當(dāng)中，預(yù)計(jì)最快會(huì)在2024年問世。

2nm工藝之后，繼續(xù)往前就是1nm工藝了。1nm并不僅僅是數(shù)字上的突破，更有可能是目前硅基半導(dǎo)體的終點(diǎn)。意味著當(dāng)芯片生產(chǎn)工藝來到1nm之后，可能就要面臨無法再突破的局面，必須選用全新的材料，才有望生產(chǎn)埃米工藝的芯片。

那么芯片工藝來到1nm，甚至埃米時(shí)代，到底能帶來什么變化呢?最明顯的，肯定就是芯片性能的提升以及功耗的降低。如果把控好性能與功耗之間的平衡，那么發(fā)熱情況可能會(huì)得到全面改善，有望讓手機(jī)、電腦等設(shè)備在輕薄上更進(jìn)一步。