半导体产业的基础是什么?
半导体的概念最早可追溯到十九世纪末至二十世纪初的物理学研究,量子力学和固体物理学的发展为半导体理论奠定了基础。
1. 一八三三年英国科学家迈克尔法拉蒂发现了硫化因的电阻随温度变化的特性,这是半导体现象的首次发现。
2. 一九零四年美国科学家约发现了半导体材料的整流特性,这一发现为后来二极管的发明奠定了基础。
3. 在二十世纪三十年代成功制造了出了早期的二极管,这些二极管能够控制电流的流动方向,广泛应用于收音机和电视机等电子设备中。
4. 一九四七年贝尔实验室成功制造出第一个固态晶体管,彻底改变了电子设备的面貌,开启了电子设备小型化和性能提升的新时代。晶体管的成功应用为集成电路的发明奠定了基础。
5. 一九五八年德州仪器公司成功制造了第一个集成电路,集成电路的出现标志着电子设备的制造方式发生了革命性变化。
半导体产业的基础是半导体材料,随着科技的进步半导体材料也在不断演进,最初的硅和锗等是第一代半导体材料。二十世纪七十年代,以砷化镓等为代表的第二代半导体材料开始崭露头角,这些化合物半导体材料在电子迁移率、带隙宽度等方面展现出了优异的性能。
进入二十一世纪,随着半导体技术的进一步发展,以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体材料逐渐崛起,第三代半导体材料的出现为半导体技术的发展开辟了新的方向。近年来,随着研究的深入,第四代半导体材料氧化镓逐渐进入人们的视野,未来发展潜力巨大。
如今,多元化、高性能的第三代、第四代半导体材料,每一次材料的革新都带来了半导体技术的飞跃。
中国半导体产业发展进入“黑暗森林”?会有弯道超车的机会吗?
大家都喜欢讨论弯道超车,的确,在二十年前,半导体产业的确遇到过两个弯道超车的机会:
第一个就是半导体工艺从平面到3D的转变,FinFET的崛起奠定了今天台积电的宏图伟业;
第二个是EUV光刻机取代DUV光刻机的颠覆性转变,EUV光刻机的崛起奠定了今天ASML的宏图伟业。
不过我们似乎并没有集中力量讨论,为何二十年前的两次弯道超车的机会,一个发生在中国台湾,另一个发生在欧洲荷兰,却都被内地的工业界完美错过了。
最近,《中国科学院院刊》刊载了骆军委、李树深的文章《加强半导体基础能力建设 点亮半导体自立自强发展的“灯塔”》,文章指出:
由于西方制裁,包含下一代半导体工艺GAA制程有关的PDK的EDA工具对中国全面封锁,我国半导体产业发展进入“黑暗森林”。
这其实是没有办法的事情,因为有一个半导体界的弯道超车工艺--GAA所依赖的制程,又几乎是与西方垄断的EUV光刻机深度绑定的。
然而,对于文中的问题,我们始终没有答案:
如果我们不能够清晰的问答这个问题,既不能找到发展的方向,更不能保证下一步的发展不会继续被错误的判断诱导!
当然,对于“黑暗森林”,简体中文自媒体也是可以搞定的,因为毕竟他们可以手工完成0.85纳米芯片,以后台积电和ASML就只能“家里蹲”了。
我曝光了无数的浮夸沸腾自媒体,后来发现他们在网络存在的时间已经很久了。
其实这几个自媒体的文章,根本不需要动脑子,只需要每天改几个关键词就可以循环播放了,比如“北大光刻机”改成“中国碳芯片”、“清华EUV光源”、“哈工大极紫外光刻机”、“长光所EUV整机”、“上海光机所DUV光学集成”、“中科院镀膜机”,文中内容没所谓,因为网民需要的是自嗨,满足了自嗨的补血功能就可以了。
但是,就更深层次的问题而言:为什么我们的社会舆论全部是这种浮夸沸腾的文字呢?
是浮夸沸腾的科技嗨文的诱导,误导了我国决策者、政府人员甚至产业界都认为,没有半导体基础研究也可以发展半导体产业?
还是由于我国的决策者、政府人员甚至产业界的盲目乐观和错误判断,促成了与之匹配的浮夸沸腾舆论和其生存土壤?
我想,在面对半导体产业面对的“黑暗森林”困局的时候,有必要重新审视这个严肃的问题。
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