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开挂了!中国这项黑科技的逆天程度,超乎想象!


2025年03月15日 
作者:戎评
来源公众号:戎评(ID:rongping898)
已获转载授权

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简直太离谱了,中国黑科技逆天程度超乎想象。当我以为六代机和第四代半导体材料,已经是我们这几年科研成果的天花板了,没想到中科院物理所又来颠覆我的认知了:在三维世界造出二维金属材料。

光听名字我就觉得很科幻了,脑子里想的都是歌者文明的二向箔,但现实比我想的更科幻。

这项成就有多惊人呢?我说个最直观的,央视新闻都知道吧,每一秒的时间都极其珍贵,但昨天却在黄金时间段,足足花了2分16秒来介绍它。

人类最先发现的二维材料是石墨烯,它是一种由单层原子组成的材料,它所展现出来的物理性能颠覆了人们对传统的三维材料的认知,所以当它被运用到工业领域后,直接让很多行业原地飞升,像现在烂大街的超级快充技术折叠屏技术,本质上就是对石墨烯的开发。

在亲眼看到石墨烯对工业文明的影响后,从此各国科学家都在努力寻找更多的二维材料。

但发现其中最难实现的,正是金属二维材料,因为像石墨烯这种非金属材料,其材料本身是由一层层结构组成的,科学家只需要把这一层层结构撕开,就能得到它的二维材料。

但金属材料你撕不开,因为它就像压缩饼干,每个原子上下左右之间,就如同被强力胶水黏住了,你要强行去撕必然会破坏它的原子结构,那样搞出来的材料就没意义了,于是科学家发明了挤压法,像擀面皮一样把金属极限压倒单层原子,

你猜这么一张被挤压到二维的金属材料能有多薄?我打个比方,如果把一个三米见方的金属制成二维材料,它的表面积,能铺满北京1.64万平方公里。

而我们这次成就的亮点,不止是把这个东西给造出来了,并且还是人类首次实现大面积二维金属材料的制备。

换句话说,虽然其他国家也能造,但只是实验室的产物,而中国已经能量产了,随时可以投到工业生产当中,把科研优势转化为实实在在的经济优势、技术优势、军事优势。因此就连向来很高傲的自然杂志,都不得不承认,中国科学家开创了二维金属研究的新领域。

所以新的问题来了,二维金属材料的量产,对我们有什么战略价值呢?

我先说个最简单的,科技战老美不是一直拿阿斯麦的EUV光刻机卡我们脖子吗?你中芯国际就算把DUV玩出花了,也只能搞一搞7纳米的芯片,5纳米再往下走,没有EUV你就算是玉皇大帝,也是巧妇难为无米之炊。

因为芯片制程越小,性能越好的逻辑,是我们都在同一块大小的晶圆上雕刻线路图,只要我刻得比你密集,那我的晶圆上就能放更多的晶体管,性能自然比你的好。

5纳米以下芯片必须要用到EUV光刻机,最关键的原因是传统光刻技术,即DUV深紫外光刻无法在晶圆上画出足够精细的电路。DUV使用波长为193纳米的光源,其物理衍射极限导致最小线宽只能做到约40纳米。虽然通过多重曝光技术也就是多次刻蚀叠加图案,可以强行将线宽压缩到7纳米水平。但这种方法需要重复4-6次光刻步骤,不仅成本高,良品率也很低,毕竟人家画一遍就可以了,你需要画六遍,再加上每一遍都需要染色,肯定好不到哪去,不过好在能用,商业价值是有的。

但再往下走,用DUV生产5纳米以下的芯片,需采用12次以上多重曝光,不仅耗时增加3到六倍,良品率连七成都保证不了。要知道,芯片的良品率,必须达到85%以上才能具备商业价值,实现大规模量产。

而EUV极紫外光刻机13.5纳米极短的波长,能直接将单次曝光的最小线宽推进到5纳米以下,比如3nm芯片的关键层线宽仅12纳米。这种精度允许在单次曝光中直接形成复杂的三维晶体管结构,避免多重曝光的叠加错位。

这就是为什么在现有技术条件下,造5nm以下芯片,必须要用到EUV的原因。

但有了二维金属材料,我们就能绕过EUV的封锁,因为二维金属材料本身只有一层原子厚度,导电层天生就是平的,不需要层层堆叠立体结构。比如原本要刻20层电路才能实现的功能,二维金属可能一层就搞定,加工步骤直接砍半。

还有一个更关键的点,二维金属材料的导电层极薄,只有0.3纳米,用28纳米的DUV刻出来的线路,实际导电效果反而比传统工艺的15纳米厚导线更强。这就相当于别人必须用顶级雕刻刀才能刻出细线,而二维金属用普通刻刀划一条粗线就能达到相同效果。

所以,理论上只要我们突破二维金属的量产技术,就能用现有的28nm深紫外光刻机生产性能接近5nm的芯片,避开对ASML顶级光刻机的依赖。而现在,我们已经具备了二维金属的量产能力。

这还只是最基础,二维金属材料的量产,留给我们对未来科幻世界的遐想,可以说是无限的。

比如超薄芯片可直接嵌入衣物纤维,实现体温供电的智能服装,冬天再也不用秋裤套毛裤再套羽绒服了;汽车不加油不充电,铺一层二维金属膜在车顶,晒晒太阳就能跑一千公里;手机能像贴纸一样卷在手腕上,展开就是一座便携的4K巨屏;癌症变成小感冒,全身血管铺上二维金属网,癌细胞刚冒头就被电流灭掉。地球上插根二维金属天线,直接给月球发电,移民月球就跟去海南度假似的。

反正这玩意要是白菜价了,人类直接点开科技树狂暴模式,赛博朋克都不用等2077年。

朋友们,未来已来。

世界应该庆幸,这一次科技革命的制高点,掌握在文明手里。


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