革命性奈米製造技術，晶片成本大降99%

傳統的微電子製造方法不僅成本高昂、耗時冗長，還需要消耗大量的能源和資源。然而，東北大學的一位教授已經獲得了一項新技術和印表機的專利，這項技術不僅能更高效、更便宜地製造先進的電子和晶片，還能在奈米尺度上進行生產。

「我當時就在想，一定有更簡單、更便宜的方法來完成這件事。」東北大學的William Lincoln Smith教授兼傑出教授Ahmed A. Busnaina說道。「我們從最基本的物理化學出發，採用了一個非常簡單的方法。」Busnaina同時也是東北大學國家科學基金會高速奈米製造中心的負責人。

他解釋道，傳統的微電子製造方法基本上是透過在薄膜上沉積材料，然後「蝕刻掉」多餘的部分來完成的。每一層代表電路的一部分，經過多層堆疊後，微處理器或記憶晶片就誕生了。每種材料都需要不同的處理過程。然而，這種方法存在幾個明顯的缺點。

首先，成本極高。建造用於生產現代電子產品所需的高階電子和晶片的設施，成本約在200億至400億美元之間，每年的運營成本還需10億美元。這種高昂的設施成本導致能夠生產這些晶片的公司數量從千禧年初的29家，減少到2018年的僅剩5家。

此外，製造一顆晶片通常需要六個月至一年的時間，測試後的任何修改也需要同樣的時間。Busnaina補充道，典型的製造設施還需要相當於5萬戶家庭的電力，因為製造過程中需要真空和高溫環境。

與此形成鮮明對比的是，Busnaina在東北大學的Burlington校區開發了一種「自下而上」的加法製造工藝，用於生產矽微處理器或記憶晶片，這種方法將電子產品的製造成本降低到現有方法的1%左右。這就像用黏土雕塑而不是用石頭雕塑——你是在堆積，而不是削減。

「我們不需要移除任何東西，」Busnaina說道。「我們只在需要的地方沉積所需的材料。」他進一步解釋，這種材料可以在極短的時間內以極小的顆粒沉積，從而大大縮短了傳統奈米製造或3D列印所需的時間。

「我們展示瞭如何在一分鐘內在一個大面積上製造出25奈米的結構，」Busnaina說道。「所以這是一種高產量、低成本的方法。」他預測，這種新方法和工具將使晶片製造過程「民主化」。

「這就像以前的Kinkos影印店——你可以去那裡自己影印，」Busnaina比喻道。「現在你可以去3D列印店，給他們你的晶片設計，他們會在當天或第二天為你製造出來。」

「想像一下，如果每個晶片設計師都能在一週內獲得他們的設計，然後進行開發並擴大規模，」Busnaina繼續說道。「你將不僅使電子產品的奈米製造民主化，還將加速電子產品的創新步伐，使所有電子產品變得非常實惠。」