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院士顾敏:希翼同四川合作 实现计算机芯片3D打印技术

文章来源:网络人气:386发表时间:2018-06-27 11:34:05

  “一个时代正在来临”是顾敏为他演讲取的标题。“现有技术路线下,国产芯片制造遇到难题。换一种思路,大家也许能迎来一个新时代。”6月26日,在成都举行的第九次先进光学加工及检测国际会议期间,这位中国工程院外籍院士、澳大利亚科学院院士谈到了他和团队研究的一项全新3D打印技术。会后接受本报记者采访时,他详细先容了这项技术在计算机芯片制造、电动汽车储能等领域的应用前景,以及对与四川科研机构合作攻关的热切期盼。

  让激光成为足够小的芯片加工“工具”

  这项新技术,顾敏把它叫做“纳米3D打印”。在他看来,它的最大意义在于破解国内计算机芯片制造难题。“为什么(国产)计算机芯片难做?一个主要原因是缺乏足够小的‘工具’去‘雕刻’芯片。”顾敏先容,当前国际上通常用电子束来作为“工具”,它够小够细,但价格昂贵、技术复杂,且核心技术由国外掌握。而纳米3D打印技术,则可以更简单、更经济的方式,实现同样效果。

院士顾敏:希翼同四川合作 实现计算机芯片3D打印

  新技术和现有的激光3D打印有何不同?回答问题前,顾敏先普及了一个常识:计算机最初发明时要占一间屋,如今为什么可以是一块表?背后关键是芯片集成度越来越高,单块芯片容纳元件数目越来越多,这是芯片先进程度的一个重要指标。

  要提升集成度,就需要更小的加工工具。而传统激光3D打印,它能做多“小”是有上限的:早在18世纪德国物理学家便提出了著名的阿贝定律,即可见光能聚焦的最小直径是200纳米。而当前主流计算机芯片工艺已要求10多纳米。

  “大家通过材料的化学反应,突破了阿贝定律的限制。”顾敏打了个比方:激光划出一条线,旁边则有“橡皮”把线条粗了的部分擦去,让线条纤细程度满足要求。新技术可以实现的加工精度是9纳米,与电子束相当。

  他表示,相关技术已申请专利,如今正和国内多家巨头洽谈,推动产业化落地。“大家也注意到,地处四川的中科院光电所(中国科学院光电技术研究所)也在从事相似研究,非常希翼能和他们一起合作。”

  用新技术催生“充一次电可在全国开一圈”的电动汽车

  纳米3D打印,不仅可用于芯片制造。顾敏提到了当前正在推动产业化的两个方向:光存储、超级电容器。

  新技术用于光存储,将诞生存储海量内容的“超级碟片”。“目前看高清影片的蓝光碟,里面每个记录点大约是200纳米,而新技术可以做到9纳米”顾敏先容,这意味着用新技术制作的一张碟片,可以存储一万张蓝光碟的内容。他表示将新技术用于储存海量数据的大数据中心,可以显著降低存储耗能、节约占地,从而节省成本。

  新技术用于电容器,则可催生出续航里程超长的电动汽车。“电容器和电池功能类似,而且充电速度远远快于电池。但之所以如今电动汽车用的电池,因为电容器能量密度低,也就是说汽车装了跑不远。”顾敏表示,储能原理是在电极里有足够多的小洞,让电子来了有地方呆着,“用新技术,可以在电容器电极里打出更多储能‘小洞’。”他表示,这意味着充一次电可以让汽车在全国开一圈(2000公里)。

  “国内企业越来越重视原创技术,国内已经有不少大企业在同大家团队合作,其中也包括川企。”对成果转化前景,顾敏笑言“在国内、在四川,机会很多”。

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