日本要搞偷襲？用玻璃制造芯片，替代硅

說起芯片，大家現(xiàn)在都知道了，它就是電子設備的心臟，智能手機、電腦、數(shù)據(jù)中心都離不開它。但很多人可能不清楚，用來制造芯片的半導體材料，其實已經(jīng)悄悄發(fā)展了四代。

第一代就是我們最熟悉的硅，手機里的CPU、電腦里的GPU、內存條里的存儲顆粒，幾乎所有我們現(xiàn)在叫得上名字的芯片，都是“硅基”的。

第二代、第三代材料，像砷化鎵、氮化鎵這些，聽起來陌生，其實也有它們的用武之地，比如在一些高頻通信、特種電源領域。至于更新的第四代材料，比如氧化鎵，那就更專、更前沿了。

不過，不管后幾代材料如何被談論，到今天為止，硅依然是絕對的主流，統(tǒng)治著整個芯片世界。

但硅的統(tǒng)治地位，正面臨一個根本性的挑戰(zhàn)：它快要摸到物理極限了。芯片制程工藝越來越精細，從7納米到5納米，再到3納米，工程師們感覺快要把硅的潛力榨干了。于是，科學家和產(chǎn)業(yè)界一直在尋找硅的“接班人”。前些年，大家討論得多的是碳基芯片、石墨烯芯片。而最近幾年，一種更尋常、更古老的材料被推到了聚光燈下——玻璃。

沒錯，就是玻璃。它可能比那些聽起來更高科技的材料，更快走進我們的現(xiàn)實。

玻璃比起硅來，有幾個挺實在的優(yōu)點。第一是“大”。現(xiàn)在最先進的硅片，主流是12英寸的圓盤。玻璃不一樣，理論上可以做很大，24英寸甚至更大，而且形狀靈活，方的也行，圓的也行。這意味著在切割成一個個小芯片時，邊角料浪費更少，成本可能降下來。

第二是“硬”。玻璃更堅固，不容易彎曲變形，這在制造超精細電路的環(huán)節(jié)是個優(yōu)勢。它的導電和導熱性能也很有潛力。更特別的是，玻璃是透明的。這個屬性讓它在未來可能實現(xiàn)“光電融合”的芯片中占得先機，光信號可以直接在里面跑。

當然，缺點也很明顯：它脆，易碎，而且相關的制造技術，比如如何在玻璃上完美地“雕刻”出納米級的電路，還沒有成熟。這是一條全新的、充滿挑戰(zhàn)的路。

但因為這些誘人的前景，全球芯片領域的巨頭們其實都已經(jīng)悄悄布局了。英特爾、臺積電、三星、AMD這些制造或設計芯片的公司，還有三星電機、LG等材料企業(yè)，都在研究和投資玻璃基板技術。這已經(jīng)不是一個科幻概念，而是一場靜悄悄的產(chǎn)業(yè)競賽。

最近的一個消息，讓這場競賽的輪廓更清晰了些。日本的芯片企業(yè)Rapidus宣布，他們計劃采用玻璃來制造芯片，目標是在2027年實現(xiàn)量產(chǎn)。這個時間表，比很多同行預想的要更激進。按照他們的方案，會使用600毫米見方的方形玻璃板來制作芯片基板，他們認為，用這種玻璃基板造出的芯片，性能會遠超同級別工藝的硅基芯片。

如果這條路真的走通了，那可能不只是換了一種材料那么簡單。它可能會改變芯片的制造方式、設計思路，甚至整個產(chǎn)業(yè)的格局。誰能在這個新領域率先突破，掌握核心的技術和工藝，誰就有可能引領下一個芯片時代。

于是，一個問題很自然地浮現(xiàn)出來：在這場關乎未來的材料競逐中，中國的企業(yè)研究得怎么樣了？這次，我們能不能也成為那個領先者，而不僅僅是追趕者？大家都在看著，等著答案。