近日据相关媒体报道,复旦大学微电子学院张卫课题组成功研制出第一个介于普通MOSFET晶体管和浮栅晶体管之间的半浮栅晶体管(SFGT),采用该材料的芯片将具有高密度和低功耗的优势,该研究成果被刊发在美国《科学》杂志上。
分析人士认为,作为我国微电子领域的重大技术突破,此项科研成果有望进一步提升我国在芯片领域的话语权,但从产业链观察,和之前多项芯片技术面临的难题一样,芯片企业多由外国把持,如何把技术转化为产能是未来需要亟待解决的问题。
鱼和熊掌兼得
传统意义上的电脑和智能手机的芯片均是由晶体管组成,目前晶体管的材料主要有MOS晶体管和浮栅晶体管两种,两种材料可谓各有千秋。
MOS晶体管适合完成高速运算,但运算时温度极高,且一断电所有的运算数据将全部丢失;浮栅晶体管的结构域MOS相比多了一层多晶硅材料(浮栅层),浮栅晶体管运算速度比MOS要低不少,但其优势在于断电后数据仍可以保存。业内人士表示,目前需要大量运算但对运算要求较高的如CPU和GPU领域多使用 MOS晶体管,但结果是必要配备电扇以降温,否则元器件极易损坏,而内存、闪存和固态硬盘等对数据存储和温度存在硬性要求的产品多使用浮栅晶体管。
此次复旦大学的科研成果,有望终结芯片领域鱼和熊掌不可兼得的现状,使用半浮栅晶体管芯片的速度将有提升,根据科研负责人的说法,使用半浮栅晶体管的芯片运算速度将在浮栅晶体管的芯片的1000倍左右;而使用半浮栅晶体管结构的CPU其缓存面积将缩小9成;用在内存中运算速度将提高到1至2倍。从结构上看,半浮栅晶体管结构与浮栅晶体管相比多了一层隧穿晶体管来控制电流,这将节省到诸如电容等零部件给拘泥于方寸之间芯片设计带来更多的宝贵空间。
8月9日,美国《科学》杂志率先刊发了该研究成果。这是我国科学家首次在该杂志上发表微电子器件领域的论文,分析人士认为,芯片上游领域作为一个极为尖端的高科技领域,取得如此的突破性实属难能可贵,这将提升中国在全球芯片行业的话语权。
产业化路仍较长
就市场来看,据估算,目前CPU、内存、数码相机感光器件的芯片的市场规模就在千亿美元左右。在复旦大学公布此项重大科研成果后,业内人士对产业化问题颇为关心,但从目前的情况来看,由于上游多属于外国企业,半浮栅晶体管芯片恐仍有较长的道路要走。据了解,复旦大学目前已对此技术申请了核心技术专利,但后期的应用设计工作仍需要企业来完成。
据中证报报道,目前全球芯片市场主要被外国垄断,如Intel、高通、ARM等外国企业占据了芯片市场的大部分芯片市场份额。分析人士认为,如何将此项由中国自主掌握的尖端技术做好相应配套,由技术转化为实际产能仍需要产业链下游积极配合,但从目前来看,我国在此中游领域与国外相比较为薄弱,短期内产业化将面临较大的不确定性。
微电子罕见成就或催生“元器件热”
今年以来,“电子热”此起彼伏,各类技术创新更成为个股股价爆发的催化剂。
近日据相关媒体报道,复旦大学微电子学院张卫课题组成功研制出第一个介于普通MOSFET晶体管和浮栅晶体管之间的半浮栅晶体管(SFGT),该研究成果被刊发在美国《科学》杂志上。分析人士表示,这是我国科学家首次在该杂志上发表微电子器件领域的论文,标志着我国在全球尖端集成电路技术创新链中获得了重大突破。预计此次微电子的罕见成就将催生新一波的“元器件热”,相关个股华微电子(600360)、复旦复华(600624)、长电科技(600584)及风华高科(000636)有望获得资金青睐。
微电子罕见成就意义重大
据相关媒体报道,复旦大学微电子学院张卫课题组成功研制出第一个介于普通MOSFET晶体管和浮栅晶体管之间的半浮栅晶体管(SFGT)。8月9日,美国《科学》杂志刊发了该研究成果,这是我国科学家首次在该杂志上发表微电子器件领域的论文,标志着我国在全球尖端集成电路技术创新链中获得重大突破。
据介绍,金属—氧化物—半导体场效应晶体管(MOSFET)是目前集成电路中最基本的器件,而常用的U盘等闪存器件多采用另一种被称为浮栅晶体管的器件。此次研究人员把一个隧穿场效应晶体管(TFET)和浮栅器件结合起来,构成了一种全新的“半浮栅”结构器件,称为半浮栅晶体管。它具有高密度和低功耗的明显优势,可取代一部分静态随机存储器(SRAM),并应用于动态随机存储器(DRAM)领域以及主动式图像传感器芯片(APS)领域。
据复旦大学微电子学院张卫介绍道,作为一种基础电子器件,半浮栅晶体管在存储和图像传感等领域的潜在应用市场规模超过300亿美元。它的成功研制将有助于我国掌握集成电路的核心技术,从而在国际芯片设计与制造领域内逐渐获得更多的话语权。
而不同于实验室研究的基于碳纳米管、石墨烯等新材料的晶体管,半浮栅晶体管是一种基于标准硅CMOS工艺的微电子器件。张卫表示,半浮栅晶体管兼容现有主流集成电路制造工艺,具有很好的产业化基础;不过,拥有核心专利并不等于拥有未来的广阔市场。尽管半浮栅晶体管应用市场广阔,但前提是对核心专利进行优化布局。
国际巨头加大支出 半导体消费规模创新高
据海外媒体报道,尽管全球芯片销量去年出现了下滑,但今年全球半导体市场有望因国际大电子品牌商的加大支出而实现复苏;其中,苹果和三星将会角逐成为今年半导体市场上最大的消费者。
今年以来,设备厂商们对半导体领域的投资热情十分高涨。据市场调查机构IHS的估计,今年全球主要设备生产商的半导体市场开支有望增长至2652亿美元,较去年的2544亿美元,同比增长4.2%。更为重要的是,2013年的半导体市场消费规模将达到过去六年来的最高水平。
业已成为全球PC货量最大的中国市场,目前在与全球PC相关的芯片支出方面仍占有举足轻重的比重。据市场调查机构IDC估计,全球芯片产业在今年仍有望实现较低的个位数增长,增长主要是来自于移动领域,其中苹果和三星为该领域的统治者。据IHS的数据显示,仅无线通讯板块今年就占据了半导体市场26%的份额,即大约620亿美元的份额。该板块在2013年也是增长最快的一个市场,全年预期增幅达12.8%。
据悉,苹果和三星是今年半导体市场上支出规模最高的两家公司,排在它们之后的一些厂商包括有惠普、联想、索尼、戴尔、思科、松下、东芝以及华硕电脑。当中部分厂商既为芯片生产商身份,也同时为芯片供应商,还有部分厂商在芯片支出方面保持着增长,也有部分厂商出现了下滑。