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纳米增材制造工艺可大幅降低芯片生产成本

时间：2025-03-03     作者：刘霞【转载】   来自：科技日报

据美国东北大学官网近日报道，该校研究团队开发出一种新工艺及打印设备，能在纳米尺度上更高效地制造先进的电子产品和芯片，其制造成本仅为传统技术的1%。

研究团队开发出一种微电子制造新工艺和打印设施。图片来源：美国东北大学


传统微电子制造的基本流程是将材料沉积到薄膜内，再“蚀刻”掉多余部分。每层材料构成电子电路的一部分，多层材料叠加构建，最终形成一个微处理器或存储芯片。而且，每种材料需要不同工艺进行处理。

团队表示，上述工艺流程存在几个明显缺点。首先是成本高昂。目前，先进电子设备和芯片制造设施的建造成本约为200亿至400亿美元，每年的运营成本也高达10亿美元。其次是采用现有方法制造芯片需要半年到一年时间，测试后的修改同样需要这么长时间。第三是该流程能耗极高。由于制造过程需要在真空和高温条件下进行，一个典型晶圆厂的耗电量与5万个家庭的耗电量相当。

为了降低电子产品和芯片的制造成本，团队开发出一种增材“自下而上”的制造工艺。他们形象地比喻道，传统方法就像在石头上凿刻出新事物；而新方法则如同用黏土建造新物体。新工艺无需剔除任何材料，只需在合适位置按需放置材料即可。这些材料可使用非常小的颗粒快速沉积，可在一分钟内建造出小至25纳米的结构。新方法不仅产量高，而且成本极低。

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