邦略科技］半導體技術是人類科技進步的高邊疆領域。從1833年發現半導體材料開始計算，至今已整189年。這189年間，人類從發現介于導體與絕緣體之間的半導體材料以及掌握其四大物理特性后，人類開始真正成功擁有了控制電導或導電性的能力。半導體科技人才開啟了將人類帶入信息時代社會的大門。回顧半導體發展史，半導體已歷經遵循摩爾定律的三代半導體發展階段，并開始步入舉步維艱的瓶頸期，這一過程持續了189年。目前，全球范圍內半導體領域科技人才正開始進入突破摩爾定律且不遵循摩爾定律的后摩爾時代芯片研發階段。未來幾個世紀，誰能搶占半導體產業中核心技術產品－芯片，誰將壟斷全球全各領域主導權，而不僅僅局限于科技領域，后摩爾時代芯片對每個國家的命運與前途將具有決定性、顛覆性的歷史效應。
一、后摩爾定律芯片研發時代已經到來
摩爾定律下的三代半導體。第一代、第二代、第三代芯片研發完全是遵循摩爾定律展開科研與發展，其核心規律是“在商業成本不變時，集成電路上可容納元器件數目，每隔18－24個月將會增加一倍，其性能也將隨之提升一倍。處理器性能約每兩年增加一倍，同時成本減少一倍。”從技術層面解讀，這個著名的摩爾定律暗含了芯片技術進步的三個重要技術規律。
摩爾定律遇到技術瓶頸。隨著對芯片性能的需求越來越高，傳統的遵循摩爾定律而研發的芯片的前進步伐從2013年年底開始放緩，芯片在體積與性能的整體效用比開始越發走向技術瓶頸，添加越來晶體管、更多減少面積，都不能再提高效能。這意味著遵循摩爾定律下僅僅依靠尺寸微縮等辦法驅動技術進步的路線走入死角，摩爾定律進入了物理極限，這就是遵循摩爾定律的芯片研發走到瓶頸，無法再將數量、面積、性能三者有機結合而達到進行綜合提升。
后摩爾時代芯片研發元年。在遵循摩爾定律已不能提升芯片性能的情況下，芯片研發采取選擇突破摩爾定律的研發路徑。目前，美國采取了寬禁帶半導體材料技術，也即進入了第四代半導體時代，同時在工藝、設計等方面同時推進后摩爾時代芯片研發。世界上，美國起步最早，核心技術掌握最多，科技成果進步最快，于2022年推出0.7納米芯片，開啟了后摩爾時代芯片研發的重要元年。
二、美國世界最小0.7納米芯片研發機理
美國材料使用尋求突破。后摩爾時代的第四代半導體材料使用了氧化鎵、氮化鋁、金剛石等新型半導體材。較前三代半導體材料更具耐高壓、高頻、大功率等更加優良的物理特性，特別是在航天等極端環境下表現十分優異。從材料上對比，物理性能差別就十分明顯。其中，第一代半導體使用了硅、鍺元素材料；第二代半導體使用了砷化鎵、銻化銦、非晶硅、玻璃態氧化物、酞菁、酞菁銅、聚丙烯腈等材料；第三代半導體使用了禁帶寬度大于或等于2.3電子伏特的寬禁帶半導體材料，包括碳化硅、氮化鎵等化合物材料。
美國制作工藝尋求突破。2022年9月，美國Zyves Labs公司制造出0.768納米芯片，也被稱為0.7納米芯片，成功繞開使用EUV極紫光光刻機。這是制作工藝上的重大突破，顛覆了傳統芯片的制造工藝。0.768納米也就是768皮米，這個技術指標是EUV極紫光刻機無法做到的。為在制作工藝上尋求突破，美國已不再滿足光刻機造芯片的傳統做法并力圖擺脫對EUV極紫光光刻機的依賴。美國Zyves Labs公司成功研發出ZyvexLitho1量子電子束光刻技術，可實現比EUV極紫光刻更高的精度和分辨率，達到了原子分辨率。768皮米的芯片，寬度只有2個硅原子大小。這是人類科技文明史上的里程碑式突破，是芯片研發的高光時刻。
美國設計思路尋求突破。美國在0.7納米芯片研發的設計思路上采用了人工智能技術，進行了超高真空系統3D設計，利用立體空間，合并功能，減少導線，最終進行疊層芯片3D封裝。
三、美國搶占芯片高邊疆的戰略意義
人類已進入信息化時代。未來幾個世紀，哪個國家能搶占半導體產業中核心技術產品－芯片的高邊疆，哪個國家將主導或壟斷全球各領域的話語權，這不僅僅是局限于科技領域的問題。后摩爾時代芯片對每個國家的命運與前途將具有決定性、顛覆性的歷史效應。
搶占芯片這一高邊疆制高點，具有改變國家在世界上的軍事、政治、經濟、科技、文化地位。其中，在軍事領域，從2022年發生的俄烏沖突中就可以看出，芯片直接決定著戰爭進程與勝負。未來，芯片也將決定著一個民族的強盛進程。
［邦略原創 必屬精品］
T之家 10 月 9 日消息，一家名為 Bleu Jour 的廠商推出了號稱“世界上最小的 PC”，該 PC 名為 KUBB Mini，僅有 “手掌大小”。
▲ 圖源 亞馬遜▲ 圖源 亞馬遜據悉，KUBB Mini 擁有“黑、白、紅、青銅、橙、藍”六種顏色，采用被動散熱設計，外殼為鋁制，并以銅底直觸芯片以確保散熱效能。
▲ 圖源 亞馬遜具體尺寸方面，KUBB Mini 為 82.30 x 82.30 x 72.45mm，而在裝上兩根小巧的 WiFi 天線后，高度將會從 72.45mm 略增至 92.75mm，相當適合軟路由。
在配置方面，KUBB Mini 參數如下：
處理器：英特爾 Alder Lake-N 架構 N100（睿頻達 3.4GHz）
內存：8/12/16GB LPDDR5
存儲空間：512GB / 1TB M.2 SSD（支持 SD 卡擴充）
擴展性：3 個 USB 3.2 USB-A、2 個 HDMI 2.0、1 個 RJ45、1 個 3.5mm 音頻接口，1 個用于供電的 USB Type-C、1 個 MicroSD 讀卡器
連接性：支持藍牙 5.0、Wi-Fi 6
而在售價方面，采用 8GB RAM + 256GB SSD 的 KUBB Mini 基礎版本為 235 歐元（IT之家備注：當前約 1814 元人民幣），預計將于 2023 年 12 月發貨。
江蘇激光聯盟導讀：薩塞克斯大學的研究人員利用“納米折紙”的辦法成功的制備出迄今為止世界上最小的芯片。這一芯片的尺寸比傳統工藝制造的芯片要小100多倍。
世界上最小的芯片可以采用石墨烯和其他2D材料進行制造，使用一種類似“納米折紙”的方式，薩塞克斯大學的研究人員成功的制備出迄今為止世界上最小的芯片。這一芯片的尺寸比傳統工藝制造的芯片要小100多倍。這一研究成果以封面論文的形式發表在近期出版的期刊《ACS Nano journal》 。
2D材料的基體在具有白色線的位置顯示其結構的扭結會機械的改變其電性能
同傳統制造工藝需要往器件中添加額外的材料所不同的是，目前的制造工藝是從石墨烯和其他的2D材料中，只是簡單的增加對結構進行有意的扭結就可以實現。通過增加這類扭結的形態，我們可以制造出智能的電子部件，如晶體管或者邏輯門。
測試數據的比較
目前發展的這一工藝是一種綠色環保且可以持續發展的技術。因為該工藝不需要額外的添加第三方材料進來，同時該工藝還不需要以前的高溫進行制備，只需要在室溫狀態下就可以實現，從而制備所需要耗費的能源也很少。
項目的研究人員表示：我們研發的技術是采用類似納米折紙的方式來改變石墨烯的結構。該項目的成果的意義在于，我們使得計算機等微處理器的芯片變得更小，其處理速度可以得到大幅度的提高，未來的電腦，可穿戴產品和智能手機的處理速度有望得到數千倍的提高。
文章來源：Manoj Tripathi et al. Structural Defects Modulate Electronic and Nanomechanical Properties of 2D Materials, ACS Nano (2021). DOI: 10.1021/acsnano.0c06701和University of Sussex