中国科技报 03月02日
[国 际] 纳米增材制造工艺可大幅降低芯片生产成本
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美国东北大学研究团队开发出一种全新的微电子制造工艺和打印设备,该技术能在纳米尺度上更高效地制造先进的电子产品和芯片,且制造成本仅为传统技术的1%。 传统微电子制造采用“自上而下”的减材制造方式,成本高昂、耗时漫长、能耗巨大。而新工艺则采用增材“自下而上”的制造方式,无需剔除任何材料,只需在合适位置按需放置材料即可,从而大幅降低成本,提高效率。

🔬 传统微电子制造工艺成本高昂,先进电子设备和芯片制造设施的建造成本约为200亿至400亿美元,每年的运营成本也高达10亿美元。

⏱️ 传统芯片制造耗时漫长,采用现有方法制造芯片需要半年到一年时间,测试后的修改同样需要这么长时间。

⚡ 传统工艺能耗极高,由于制造过程需要在真空和高温条件下进行,一个典型晶圆厂的耗电量与5万个家庭的耗电量相当。

🧱 新工艺采用增材“自下而上”的制造方式,如同用黏土建造新物体,无需剔除任何材料,只需在合适位置按需放置材料即可。

🚀 新工艺生产效率高,材料可使用非常小的颗粒快速沉积,可在一分钟内建造出小至25纳米的结构,且成本极低。

研究团队开发出一种微电子制造新工艺和打印设备。 图片来源:美国东北大学

    科技日报讯 (记者刘霞)据美国东北大学官网近日报道,该校研究团队开发出一种新工艺及打印设备,能在纳米尺度上更高效地制造先进的电子产品和芯片,其制造成本仅为传统技术的1%。

    传统微电子制造的基本流程是将材料沉积到薄膜内,再“蚀刻”掉多余部分。每层材料构成电子电路的一部分,多层材料叠加构建,最终形成一个微处理器或存储芯片。而且,每种材料需要不同工艺进行处理。

    团队表示,上述工艺流程存在几个明显缺点。首先是成本高昂。目前,先进电子设备和芯片制造设施的建造成本约为200亿至400亿美元,每年的运营成本也高达10亿美元。其次是采用现有方法制造芯片需要半年到一年时间,测试后的修改同样需要这么长时间。第三是该流程能耗极高。由于制造过程需要在真空和高温条件下进行,一个典型晶圆厂的耗电量与5万个家庭的耗电量相当。

    为了降低电子产品和芯片的制造成本,团队开发出一种增材“自下而上”的制造工艺。他们形象地比喻道,传统方法就像在石头上凿刻出新事物;而新方法则如同用黏土建造新物体。新工艺无需剔除任何材料,只需在合适位置按需放置材料即可。这些材料可使用非常小的颗粒快速沉积,可在一分钟内建造出小至25纳米的结构。新方法不仅产量高,而且成本极低。

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