當前的微電子制造方法成本高、速度慢、耗能多、資源消耗大。
但東北大學的一位教授已經(jīng)為一種新工藝和打印機申請了專利，它不僅可以更高效、更廉價地制造先進的電子產(chǎn)品和芯片，還可以在納米級上制造它們。
“我認為一定有更簡單、更便宜的方法，”威廉林肯史密斯教授、東北大學杰出大學教授艾哈邁德·A·布斯奈納 (Ahmed A. Busnaina) 表示?！拔覀兓旧蠌姆浅：唵蔚奈锢砘瘜W開始，采用非常簡單的方法。”
布斯奈納負責東北大學國家科學基金會高速納米制造中心。
他解釋說，傳統(tǒng)的微電子制造方法基本上是將材料沉積在薄膜上，然后“蝕刻掉”多余的部分。每一層代表電路的一部分，在多層堆積之后，就形成了一個微處理器或內(nèi)存芯片。對于所使用的每種材料，都會使用不同的工藝。
但布斯奈納表示，這一過程有幾個缺點。
首先，它很貴。
生產(chǎn)當今電子產(chǎn)品所需的先進電子設備和芯片的設施，其建設成本約為 200 億至 400 億美元，每年的運營成本為 10 億美元。
布斯奈納表示，制造設施或“晶圓廠”的成本意味著，能夠生產(chǎn)必要芯片的公司數(shù)量已經(jīng)從本世紀初的 29 家左右減少到 2018 年的 5 家。
這意味著需要六個月到一年的時間來制造一個芯片，并且測試后的任何修改也需要類似的時間表，Busnaina 解釋道。
此外，他補充說，由于制造過程中需要真空和高溫，一個典型的晶圓廠所需的電量相當于 50,000 個家庭的用電量。
相比之下，布斯奈納在東北大學伯靈頓校區(qū)開發(fā)了一種用于生產(chǎn)硅微處理器或內(nèi)存芯片的“自下而上”的增材制造工藝，將電子產(chǎn)品的制造成本降低到目前方法的約 1%。
這有點像用粘土雕刻某物而不是用石頭雕刻某物——你要逐漸積累，而不是逐漸削減。
“我們不會搬走任何東西，”布斯奈納說?！拔覀冎话研枰牟牧洗娣旁谛枰牡胤??！?/p>
Busnaina 表示，這些材料可以使用非常小的顆粒在非?？焖俚倪^程中進行沉積，從而讓人們能夠以傳統(tǒng)納米制造或 3D 打印所用時間的一小部分創(chuàng)造出非常小的物體。
“我們展示了我們可以在一分鐘內(nèi)制作出小至 25 納米的結(jié)構(gòu)，例如，在一個大面積上，”Busnaina 說道?！耙虼?，它的產(chǎn)量很高，成本卻很低。”
Busnaina 預測新方法和工具可以使芯片制造過程“民主化”。
“這就像老版的 Kinkos 芯片店——你可以去那里自己制作芯片拷貝，”Busnaina 說道?！艾F(xiàn)在你可以去 3D 打印店，給他們你的芯片設計，他們會在當天或第二天為你制作出來。”
“想象一下，如果每個芯片設計師都有機會在同一周內(nèi)完成設計，然后進行開發(fā)并擴大規(guī)模，”Busnaina 繼續(xù)說道?！澳悴粌H可以讓電子產(chǎn)品的納米制造變得民主化，還可以加快電子產(chǎn)品創(chuàng)新的步伐，讓所有電子產(chǎn)品都變得非常實惠。”
參考鏈接
https://news.northeastern.edu/2025/02/25/revolutionary-nanomanufacturing-process-chip-costs/
來源：內(nèi)容編譯自northeastern