2nm芯片製造工藝實現技術突破 華人科學家和微波爐立大功

芯片是現代工業的大腦，沒有芯片很多工業產品就有可能陷入癱瘓當中。

而且過去幾十年，人類一直在孜孜不倦地追逐芯片工藝的進步，從幾十微米到幾十納米，再到10納米，7納米，5納米，3納米，人類一直在向極限進行挑戰。

但是按照芯片的製造工藝來看，工藝越高，對應的製造難度就越大。

雖然目前人類已經攻克了3納米工藝，而且很快將量產，但是對於2納米工藝，目前人類仍然面臨很多難題，一時半會無法攻破。

但再大的困難也無法阻擋一些企業與研究機構的研發的步伐。

畢竟芯片這個行業規模太大，誘惑力多，一旦攻克了最先進的芯片工藝，就可以源源不斷獲取巨額利潤。

所以即便2納米芯片製造工藝技術難度非常大，但仍然有很多企業以及科研機構持續投入巨額資金和精力進行研發。

而且在研發的過程當中可能會充滿一些戲劇性，比如近日美國的康奈爾大學就利用一種特殊的微波爐裝置攻克了2納米關鍵技術。

在芯片製造過程當中，矽必須摻雜越來越高的磷濃度，以促進準確和穩定的電流傳輸，但隨著芯片工藝要求越來越高，傳統的退火方法已經不再適用，比如2納米芯片對矽中的平衡溶解度的磷濃度以及一致性要求越來越高，需要用到新的製造工藝。

為此很多廠家以及科研院所都在尋找新的突破口，此前台積電就曾經作出推測，微波可用於退火（加熱）過程，以促進增加磷的摻雜濃度。

但是使用微波退火也存在一些弊端，容易產生駐波，這種駐波會導致磷加熱不均，並不利於加熱的一致性，所以如何利用微波退火同時保持摻雜物的一致性，一直是一個技術難題

為了解決這種技術難題，康奈爾大學的科學家在得到台積電支持的前提下開展了微波退火研究。

最終他們研究出了一種特殊的“微波爐”，利用這種特殊裝置，他們已經“成功克服了高於溶解度的高而穩定摻雜的基本挑戰”。

另外根據這個項目的主要負責人James Hwang教授介紹，這一發現可用於生產 2025 年左右出現的半導體材料和電子產品，而且這種新的微波方法有可能使台積電和三星等芯片製造商的尺寸縮小到 2 納米，屆時他們將可以繼續保持在芯片製造領域的領先地位。

說到這，我們要特別介紹下這項技術的主要發明人，那就James Hwang教授。

看到這個名字，我相信大家都覺得這不是傳統的歐美名字，wang一看就是華人的姓名。

那這位James Hwang教授到底是誰呢？從公開信息來看，我們沒法獲取他詳細的數據。

但是根據有關媒體的報導，James Hwang1970年本科畢業於台灣國立大學物理學專業，1973年和1976年分別在美國康奈爾大學（Cornell University）獲得材料科學碩士學位和博士學。

畢業之後，他曾經在 IBM、貝爾實驗室、通用電氣和 GAIN工作。

後來他進入利哈伊大學，他的大部分學術成果都是在利哈伊大學完成的。

後來他還跟別人共同創立了 GAIN 和 QED，後來QED成為上市公司 IQE。

除此之外，他曾在美國康奈爾大學、意大利馬爾凱理工大學、新加坡南洋理工大學、台灣國立交通大學和上海交通大學擔任客座教授。

由此可以看出，我國台灣在芯片人才方面確實非常厲害，很多全球芯片技術瓶頸都是被台灣的一些科學家給攻破的。

目前台積電之所以能成為全球最大的芯片製造廠家，絕對離不開台灣眾多芯片人才的支持。

再比如荷蘭的ASML之所以能夠成為全球最頂尖的光刻機製造商，同樣離不開台灣人才的支持。

當年在日本的尼康和佳能陷入157納米光刻機難題的時候，台積電的工程師林本堅卻提出了一種創造性的新路線，那就是侵潤式光刻，而asml正是採用了它這種技術路線，所以才逐漸從一個二流光刻機製造廠家成長為全球最大的光刻機霸主。

今天我們為什麼要提到這些東西呢？在這就是想告訴大家一個道理，華人在科學研究方面並不比全球其他國家差，尤其是在芯片研究這個領域更是處於全球領先的地位，只要給他們創造良好的科研環境，很多技術難題都能夠迎刃而解。

雖然目前大陸在光刻機芯片製造等領域跟全球最頂尖的水平仍然有一定的差距，但只要國內能夠創造一個良好的研發環境，能夠給芯片足夠多的支持和政策，我相信未來各種技術難題都會被我們的科學家一一攻破的。