中芯国际东风起,正在加速赶超的中国芯

1.中芯国际:东风起,正在加速赶超的“中国芯”;

2.亚马逊智能家居使用矽恩芯片;

3.我国学者在室温磁性半导体研究中取得重要进展;

4.微电子所在阻变存储器高密度集成方面取得进展;

5.智造大潮下,如何抓住“芯”机遇;

6.做强中国制造是当前政府顶层战略

集微网推出集成电路   以控制电荷自由度为基础的半导体材料与器件是现代信息技术的基石。如果能让半导体有磁性,则不仅可以控制电荷自由度,还可以控制电子的自旋,有可能实现信息的加工处理、存储乃至输运,进而提供一种全新的导电方式和器件概念。Science杂志在年提出个重要科学问题,其中“有没有可能创造出室温能够工作的磁性半导体材料”就是专门针对这种新型自旋电子学材料。然而,长久以来,磁性半导体的研究对象主要为稀磁半导体,通过在非磁性半导体中添加过渡族磁性金属元素使半导体获得内禀磁性。但是迄今为止报道的大多数稀磁半导体居里温度低于室温,特别是实现了低温原型器件功能的热点材料之一III-V族稀磁半导体砷化镓(锰)((Ga,Mn)As)的最高居里温度仅为K,无法满足电子器件在室温下工作的需求。

  最近,清华大学材料学院非晶合金研究组陈娜副研究员与合作者通过诱导磁性金属玻璃发生金属-半导体转变的方式,开发出居里温度高于K的p型磁性半导体。他们通过在居里温度远高于室温的磁性金属玻璃中引入诱发半导体电性的元素,使得磁性金属导电行为发生从金属到半导体的转变,在保留原有高温内禀磁性的同时获得半导体特性,开发出高居里温度的新型钴铁钽硼氧(CoFeTaBO)磁性半导体。该磁性半导体为p型,带隙约为2.4eV,具有室温光致发光现象和室温铁磁性。基于该p型磁性半导体与n型单晶硅集成实现了p-n异质结和p-n-p结构的制备,表明该新型磁性半导体可以和现有硅基半导体进行工业兼容。与此同时,对于载流子调制磁性的磁性半导体而言,其电学和磁学性能相互关联;而基于此新型磁性半导体制备的电控磁器件通过外加门电压调控其载流子浓度,实现了室温磁性的显著调控,进一步证实该p型磁性半导体的本征电磁耦合特性。

  图(a)磁性半导体操控电荷和自旋示意图;(b)居里温度高于K的p型磁性半导体,直接带隙约为2.4eV;(c)基于该磁性半导体的室温电控磁器件表明其磁性为载流子调制。国家自然科学基金会网站

4.微电子所在阻变存储器高密度集成方面取得进展;

近日,中国科学院微电子研究所微电子器件与集成技术重点实验室刘明团队在阻变存储器(RRAM)高密度集成方面取得新进展,提出了一种与CMOS工艺完全兼容、具有高均一性的高性能选通器件,为两端结构电阻型存储器的高密度三维集成提供了解决方案。基于该研究成果的论文FullyBEOLCompatibleTaOx-basedSelectorwithHighUniformityandRobustPerformance(通讯作者:吕杭炳、刘明)被年IEEE国际电子器件大会(IEDM)接收,第一作者罗庆在大会上作了报告。

  交叉阵列中的漏电流问题是存储器高密度集成的主要障碍。在1T1R结构中,晶体管作为选通管隔绝了旁路漏电,但晶体管不适用于三维堆叠。因此,开发具有高均一性、高选择比、高电流密度、可三维堆叠的选通器件是实现RRAM的三维集成的关键。现有的选通管器件很难同时满足上述几个要求。针对该问题,刘明团队提出了利用梯形能带结构的构建选通管器件的思路,开发了一种具有高度均一性,同时具有较高选择比和电流密度的选通器件,其漏电流10pA,非线性比,开态电流密度1MA/cm2以及超高耐久性()。

  IEEE国际电子器件大会始创于年,是报道半导体及电子领域最新的科技、研发设计、制造、物理学及建模技术的主要论坛,为产学研界的研究学者提供关于电子器件最新研究进展和研究成果的国际交流平台。

  (1)高均一性高选择比的选择器的典型I-V特性。(2)1RRRAM和集成选通器1S1R结构的I-V特性。(3)各类选通管器件性能参数对比。中国科学院网站

5.智造大潮下,如何抓住“芯”机遇;

“在佛山,芯片业是个非常稀有的产业,我所知道在主流类芯片产品领域的企业不过四五家。”在南海桂城街道嘉邦国金中心的写字楼里,与芯片打了多年交道的希荻微电子有限公司高级市场经理严志辉,在脑海中极力搜寻着他的佛山朋友圈。他的办公桌上,一片用玻璃裱起来的圆形硅晶片如DVD光盘一般反射着光线,被他视若珍宝。“这便是一切芯片的原始载体——晶圆,是‘造芯’的根本。但目前佛山晶圆生产仍是一片空白。”

芯片(集成电路)被喻为“工业粮食”,是数字经济和信息消费不可或缺的核心技术之一。但由于技术积累等原因,该产业在国内存在很大产业缺口,在佛山更是如此。成片的佛山工厂和企业中,难寻芯片企业的身影。尽管也有希荻微这样的企业成功打入高通、联发科、展讯等国内外知名半导体企业的供应体系,不断解锁着自己的新技能,但依旧难以掩盖佛山芯片半导体产业落后的事实。

小微企业占大头,拥有硅谷团队作为技术源泉;盘桓在芯片设计领域,而生产、封装、测试环节委以外地企业;国内核心研发团队多位于上海、深圳等一线城市——这便是佛山小规模芯片企业呈现的主要特点。

随着佛山吹响智能制造的号角,自动化改造与智能设备应用最前端的环节——芯片业的发展已迫在眉睫。不断追赶全球制造升级和智能变革步伐的佛山,离造出“中国芯”还有多远,又该如何补上芯片半导体这一课?民营经济与科技创新走在前列的南海区能否率先实现“芯”突围?

●南方日报记者吴欣宁

A“芯星”之火

拥抱智造革命,拥抱世界强

年希荻微登陆佛山时,首先感受到的是一种孤独感。用严志辉的话说,当时的佛山半导体芯片业几乎一片荒芜,希荻微很难寻到自己的同行。

作为南海区政府设立的第一批人才创业A类团队,这家模拟集成电路设计公司的主打产品是手机快充芯片。“如今的手机在一两个小时内就可充满电,有的甚至充几分钟电便能维持长时间待机,就是快充芯片的功劳。”严志辉说。

去年,希荻微研发的一款为手机CPU、GPU供电的芯片,通过全球最大芯片公司之一的美国高通最高端平台测试,成为首家进入高通参考设计的亚洲集成电路设计公司。

据严志辉介绍,国际顶尖芯片企业的测试平台通常会设置较高的门槛。他们先从全球选出5-10家公司作为测试对象,随之而来的是长达几个月、从设计架构到安全性能再到生产率等领域的全方位检测。“国内的这种测试只要1个月。”

在落户佛山前,上海、广州、深圳、江苏等都曾列入希荻微所划定的候选城市。什么让佛山脱颖而出?严志辉解释,除了南海区优惠政策的吸引力,运营成本和市场距离等综合优势让希荻微的目光锁定佛山南海。“在广东,佛山是我认为除深圳外最有潜力发展半导体芯片的城市。”

严志辉的这一好评并非毫无依据。希荻微的主要客户集中在手机厂商领域。放眼中国乃至世界,全球智能手机出货量前十名中,珠三角品牌占据半壁江山,包括华为、OPPO、vivo、TCL、中兴等。

珠三角成熟的手机产业链使其成为希荻微首选的创业区域。而珠三角城市群中,佛山南海区毗邻广州的区位与更低的运营、生活成本,引起了希荻微的







































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