国产芯片弯道超车有望，光芯片材料大突破，光刻机不再是问题
除了继续推进硅芯片的技术研发外，世界各国还在量子芯片、光芯片等芯片新技术上展开了竞争。中国最近在光芯片材料方面取得了重大突破，走在美国前列，这将加速中国光芯片的商业化。新芯片技术的竞争不仅是技术的突破，也是整个产业链的推广。否则，有了光芯片技术，没有相应的材料，新芯片技术就无法实现商业化，最重要的是材料。光芯片也被认为是取代现有硅芯片的重要技术之一。因此，中国和美国都在积极推广，而在光芯片材料方面，中国、日本和美国之间的竞争。日本能够成为光芯片的参与者之一，是因为它一直在芯片材料方面占据着世界各地的优势。60%的硅基芯片材料由日本掌握。有了这个基础，日本自然在光芯片材料方面占有一席之地。铌酸锂是光芯片的重要材料之一。这种材料已经开发出来了，但在制作晶圆方面仍然存在许多困难。由于铌酸锂材料过于脆弱，如何制作大晶圆已成为中国、美国和日本技术竞争的关键。此前，中国、美国和日本已经实现了6英寸铌酸锂晶圆的制备，但这与世界主流的8英寸晶圆和12英寸晶圆仍有一定的差距。最近，湖北一家企业成功开发了8英寸晶圆，因此中国在美国和日本都领先于铌酸锂晶圆的制备。中国率先成功制备8英寸铌酸锂晶圆，在于中国基础材料的深度积累，几十年前，即使中国经济基础薄弱，但由于中国坚持推进完整的产业体系建设，中国一直非常重视基础研发，因此中国奠定了坚实的材料研发基础，现在中国芯片产业需要实现整个产业链，基础材料研发产生了效果。以铌酸锂为光芯片材料，世界上许多机构都证明了其可行性，业内专家认为铌酸锂可以实现光芯片的超强性能。就在几天前，香港城市大学电机工程系王成教授团队开发了一种性能比硅基芯片快1000倍的综合铌酸锂微波光子芯片，但功耗降低了90%以上。团队介绍了250×250像素图片只需要3纳焦，而硅基芯片需要数百甚至数千纳焦。国内还有其他机构开发镍酸锂芯片。镍酸锂芯片不仅可以用于处理器，还可以用于基站的信号处理。随着未来6G的商业化，基站的建设将更加密集。大量使用硅基芯片的6G基站将进一步提高运营商的电力成本，镍酸锂芯片的应用可以大大降低功耗，这也将成为6G商业化的关键。业内人士指出，铌酸锂芯片的超强性能和超低功耗将在人工智能、6G等行业有广阔的前景。目前，人工智能往往需要大规模的处理器集群来处理相关数据。巨大的电费已经成为人工智能企业无法承受的成本。铌酸锂芯片可以解决功耗问题。众所周知，我国先进硅基芯片技术的发展受到光刻机的限制，铌酸锂芯片的应用将打破原硅基芯片技术体系，解决阻碍我国芯片发展的芯片技术瓶颈，以现有芯片技术实现更强的性能，这对我国芯片无疑具有更积极的意义。事实上，海外芯片同行也知道，现有的硅基芯片技术已经达到天花板，芯片技术达到3纳米面临着巨大的技术困难。台积电的3纳米工艺良率低至55%，更难开发2纳米。因此，海外芯片同行也在积极开发新的芯片材料，中国在光芯片材料方面的突破无疑激励了全球芯片产业，为全球芯片技术开辟了新的道路。
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