納米增材製造工藝可大幅降低芯片生產成本

據美國東北大學官網近日報道，該校研究團隊開發出一種新工藝及打印設備，能在納米尺度上更高效地製造先進的電子產品和芯片，其製造成本僅為傳統技術的1%。

傳統微電子製造的基本流程是將材料沉積到薄膜內，再“蝕刻”掉多餘部分。每層材料構成電子電路的一部分，多層材料疊加構建，最終形成一個微處理器或存儲芯片。而且，每種材料需要不同工藝進行處理。

團隊表示，上述工藝流程存在幾個明顯缺點。首先是成本高昂。目前，先進電子設備和芯片製造設施的建造成本約為200億至400億美元，每年的運營成本也高達10億美元。其次是採用現有方法制造芯片需要半年到一年時間，測試後的修改同樣需要這麼長時間。第三是該流程能耗極高。由於製造過程需要在真空和高温條件下進行，一個典型晶圓廠的耗電量與5萬個家庭的耗電量相當。

為了降低電子產品和芯片的製造成本，團隊開發出一種增材“自下而上”的製造工藝。他們形象地比喻道，傳統方法就像在石頭上鑿刻出新事物；而新方法則如同用黏土建造新物體。新工藝無需剔除任何材料，只需在合適位置按需放置材料即可。這些材料可使用非常小的顆粒快速沉積，可在一分鐘內建造出小至25納米的結構。新方法不僅產量高，而且成本極低。