【文/科工力量專欄作者 鐵流】
近日，中科院對外宣布，中國科學家研發出了新型垂直納米環柵晶體管，這種新型晶體管被視爲2nm及以下工藝的主要技術候選。之後，有媒體聲稱“中國CPU芯片將實現彎道超車 中科院表示國産2nm芯片有望破冰”。鐵流認爲，中科院這項技術突破值得慶賀，自川普卡脖子以來，國人確實也需要本土技術創新來鼓舞士氣，但一些報道有點捧得太高了。從産業發展角度看，應當穩紮穩打，不宜過度吹捧。
個別媒體報道比較“熱血” 但不太專業
在相關報道中，媒體稱：“目前最爲先進的芯片制造技術爲7nm+Euv工藝制程，比較出名的就是華爲的麒麟990 5G芯片，內置了超過100億個晶體管。麒麟990首次將將5G Modem集成到SoC上，也是全球首款集成5G Soc，技術上的確實現了巨大突破，也是國産芯片裏程碑式的意義。而繼華爲之後，中科院研發出了2nm及以下工藝所需要的新型晶體管……中科院的這項研究成果意義很大，這種新型垂直納米環柵晶體管被視爲2nm及以下工藝的主要技術候選，可能對國産芯片制造有巨大推動作用。如今在美國企業的逼迫下，國産企業推進自主可控已成爲主流意識，市場空間將被進一步打開。相信在5年的時間內，在技術方面將實現全面突破”。
上述這段話看起來比較“熱血”，比較能鼓舞人心，但內容上卻不太專業。華爲只是IC設計公司，就麒麟990來說，華爲做的是SoC設計，CPU核爲ARM的A76，GPU核爲ARM的G76，工藝也是依靠台積電的7nm工藝，因而媒體報道中“繼華爲之後，中科院研發出了2nm及以下工藝所需要的新型晶體管”這種說法是有問題的。華爲掌握的是SoC設計，而非制造工藝。
中科院自主研發的疊層垂直納米環柵晶體管是實驗室技術，這類技術國外也有，早在2016年，就有媒體報道美國勞倫斯伯克利國家實驗室的一個團隊打破了物理極限，采用碳納米管複合材料將現有最精尖的晶體管制程縮減到了1nm。
2017年Max教授再次于《自然》雜志發文提出單芯片上三維集成的計算和存儲模型，也是在這篇文章中産生了石墨烯制造的碳納米管3D芯片這一概念。Max教授表示：“與傳統晶體管相比，碳納米管體積更小，傳導性也更強，並且能夠支持快速開關，因此其性能和能耗表現也遠遠好于傳統硅材料”。
2017年論文中的碳納米管3D芯片原理圖和顯微鏡剖面圖
對于這些實驗室技術，媒體不宜見風就是雨，技術從實驗室到工業界普及，有比較漫長的過程。而且實驗室中誕生的很多技術，在發展的過程中中途夭折的也不少，不乏像美國1nm碳納米管3D芯片的例子。中科院實驗室取得的技術突破成果固然喜人，但媒體不宜過度拔高，仿佛能靠這個技術用3至5年就徹底擺脫西方技術掣肘，國內企業能夠靠這個技術大躍進到2nm工藝。這種報道方式雖然“熱血”，但並不可取。
指望非傳統半導體材料和工藝彎道超車不切實際
當下，國內對于芯片有一種非常急迫的心情，領導很急、媒體很急、民衆很急，在這種急切的心態下，輿論上總有一種“大躍進”心態，仿佛依靠幾種新技術就能夠實現彎道超車，然後不懼怕川普卡脖子。
然而，這種彎道超車的思路是不切實際的。首先，新材料新工藝並非沒有，當下，桌面CPU、手機SoC等和老百姓接觸最廣的芯片普遍采用硅材料，這是第一代半導體材料。在技術上，半導體材料已經發展了3代，第二代材料以砷化镓爲代表，第三代材料以氮化镓、碳化硅爲代表。在明明能用第二代、第三代材料的情況下，爲何還要依然使用硅材料呢？原因就是廉價好用，目前圍繞現有工藝構築的成熟産業生態，也限制了新材料、新工藝逆襲的可能性。既然硅材料已經能把性能做得不錯，而且廉價，那麽，爲何要去用更加昂貴的材料呢？RF過去用過砷化镓，但不少廠家又用回硅材料，原因也是性能夠用、廉價實惠。
工藝也是類似，事實上FinFET工藝與SOI工藝並非對立關系，兩者能夠互補，形成FinFET+SOI，比單獨使用FinFET工藝或SOI工藝效果更好，那麽，爲何台積電、英特爾等廠家不這麽做呢？原因就在于FinFET已經很不錯了，而且廉價好用。
中芯國際14納米級芯片提前一年實現量産 截圖自《浦東時報》
2019年12月，武漢弘芯半導體舉行了首台高端光刻機設備進廠儀式。弘芯半導體制造産業園是2018年武漢單個最大投資項目，位于臨空港經濟技術開發區臨空港大道西側，規劃用地面積636畝，建築面積65萬平方米，總投資1280億元。弘芯的CEO是台積電元老蔣尚義，主攻方向是14nm工藝和射頻特種工藝。
相信在大陸三大晶圓廠的努力下，大陸掌握12/14nm工藝，只是時間問題。雖然在追趕台積電的道路上任重道遠，但大陸企業將锲而不舍，負重前行。
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