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硅原子在第三代半导体材料被大规模应用之前,现在市场上主流的芯片,仍是基于硅这个材料研发制造的。硅,在元素周期表,它的序号是14,硅原子的直径大约为0.22nm.硅原子我们都知道,芯片的内部是由数以亿计的晶体管构成的。通过光刻机,将这些数以亿计的晶体管光刻在硅晶圆上,然后通过封装测试,最后才形成一个完整的芯片。...

硅原子的大小是几纳米?

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硅原子



在第三代半导体材料被大规模应用之前,现在市场上主流的芯片,仍是基于硅这个材料研发制造的。


硅,在元素周期表,它的序号是14,硅原子的直径大约为0.22nm.




硅原子


我们都知道,芯片的内部是由数以亿计的晶体管构成的。通过光刻机,将这些数以亿计的晶体管光刻在硅晶圆上,然后通过封装测试,最后才形成一个完整的芯片。


在同一个硅晶圆上,晶体管的数量越多,芯片的功能就越先进。只是在同一个硅晶圆上,晶体管的数量越多,晶体管的体积就会被要求做得越小。




硅晶圆


但晶体管做得再小,总不可能比晶圆的硅原子还小吧。在理论上,这显然是不可能的。


硅原子多大?


芯片哥刚刚列举出了它的数值。硅原子直径大约为0.22纳米。


也就是说,芯片的制造工艺是不可能超过0.22纳米。这个也是它的一个物理极限。




写到最后,小伙伴们是不是很清楚了,因为两个因素


一个是制造芯片需要的光刻机设备。光刻机采用光的频率,它是有物理极限的。光的频率是不可能被要求做到无限高的。


另一个是制造芯片需要的硅材料。芯片内部的晶体管,做得再小,是不可能比硅原子还小的,它是有物理极限的。


因此芯片的制造工艺它是有物理极限的。不可能像之前的那样,由14纳米、7纳米、5纳米、3纳米、2纳米这样一直小下去的,它肯定会停留在某个数值上的,直到无法被我们突破为止。




说道这,肯定有小伙伴问芯片哥,难道芯片的工艺,未来就没有发展了吗?就没有了新的突破了吗?就一直停留在现在的这个5纳米、3纳米水平吗?


这是不对滴。


想要继续在芯片的制造工艺有所突破,无非是改进类似于光刻机这样的设备性能,亦或是在芯片的材料方面去突破。


现在知道为什么我们国家在大力提倡,发展第三代半导体技术的原因了吧。就是想在芯片方面,突破国外的卡脖子封锁,实现我们中国在技术上占据更多的全球话语权。

硅原子的直径约是10负八cm,

1纳米与10个硅原子连起来的长度相近。

硅原子的直径约是10^(-8)cm,也就是10^(-10)米

1纳米=10^(-9)米

所以1纳米与10个硅原子连起来的长度相近。

硅是一种化学元素,它的化学符号是Si,旧称矽。原子序数14,相对原子质量28.0855,直径是0.117纳米。

硅,在元素周期表,它的序号是14,硅原子的直径大约为0.22nm.

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