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資訊站/指甲蓋上的博弈

無論是手提電話、平板電腦,抑或錯綜複雜的信息系統,都離不開芯片。究竟這小小芯片在今天的科技發展上扮演着什麼角色,令世界各國都在爭相競逐呢?

2納米芯片帶來「四天一充」

芯片其實是把很大數量的微電晶體整合到一個小晶片,所以也被稱為集成電路。最近IBM已成功研製出2納米芯片,意味將500億個晶體管塞進指甲蓋大小的芯片上。這技術上的突破能降低75%的能源耗損,將電池使用時間延長四倍,為手機用戶帶來「四天一充」的體驗。

芯片可屢次突破樽頸,極紫外光(EUV)光刻機可謂功不可沒。EUV光刻機被形容為全球最複雜的機器,利用高能量、波長短的極紫外光在晶圓上進行雕刻,將光罩上的電路圖案轉印到晶圓的光阻劑塗層。現在芯片的製造往往以納米作為單位,指的是電晶體電流通道的寬度。寬度越窄,傳遞信號的速度就越快,芯片效能便得以提升。所以芯片在沒有光刻機的情況下無法正常生產,一點也不誇張。

中國仍需急起直追

2020年中國集成電路產業規模達到8848億元,並且是全球最大集成電路的市場。然而,中國現時仍集中在14及28納米的芯片進行規模生產,而7納米的芯片仍處於試產階段。此外,中國目前最先進的是28納米的深紫外線(DUV)光刻機,跟荷蘭製造商阿斯麥(ASML)生產的13.5納米極紫外光(EUV)光刻機,在技術上仍有一段距離。EUV光刻機對光源功率要求極高,透鏡和反射鏡系統也極致精密,還需要真空環境,逼近了物理學、材料學以及精密製造的極限。故此,無論是光刻機的研發抑或是芯片的生產,中國仍要急起直追。

打壓下反能茁壯成長

技術上的良性競爭促進業界向前邁進,但政治的打壓卻窒礙了芯片業的健康發展。在今年七月,美國拜登政府延續了特朗普禁止對華出口高科技產品的政策,要求荷蘭政府限制ASML出口EUV光刻機給中國。荷蘭政府順應扣下了對中國的出口許可,因為美國白宮有權限制由美國生產的光刻機零件供應給ASML。

面對美國的圍堵,中國只能沉着應對。雙工件台、EUV光源和EUV光學鏡頭分別為EUV光刻機的最重要三個部件,科研人員已經成功實現了EUV光源的技術突破,中國自主研發的高能光源,已經達到了世界最先進的第四代同步輻射光源水準!至於技術難點更大的EUV光學鏡頭,中國首次獲得了高精度納米量級膜層鍍膜工藝,而無論是核心零部件抑或生產整個設備的系統,全部都是中國自主研發。

「路漫漫其修遠兮,吾將上下而求索。」中國在科研路上屢受外國打壓已不是新鮮事,但相信憑科研人員堅定不移的精神,中國在芯片及光刻機的發展很快便會創造出另一彎道超車的奇跡。

政賢力量時事評論委員會主席 王偉傑

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