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超导体研究论文

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超导体研究论文

物理学的发展,促进了科学技术的进步。现代物理学更成为高新技术的基础。 1、在牛顿力学和万有引力定律的基础上发展起来的空间物理,能把宇宙飞船送上太空,使人类实现了飞天的梦想。也使中国人“九天揽月”成为可能。(2007年我们国家要登月,那时就是神州7号)。杨得伟是神州6号。 (学完万有引力定律可窥一斑) 2、带电粒子在电场磁场中的偏转的规律在科学技术中的应用。电视机显像管等。(学完带电粒子在电场磁场中的偏转会了解了。) 刀。如核磁共振,超声波,X光机等。3、核物理的研究使放射线的应用成为可能。医疗上的放疗。在医疗上还有很多,如用于治疗脑瘤的 4、20世纪初相对论和量子力学的建立,诞生了近代物理,开创了微电子技术的时代。半导体芯片。电子计算机。没有量子力学也就没有现代科技 。 5、20世纪60年代,激光器诞生。激光物理的进展使激光在制造业、医疗技术和国防工业中的得到了广泛的应用。大家熟悉的微机光盘就是用激光读的。光导纤维等。 6、20世纪80年代高温超导体的研究取得了重大突破,为超导体的实际应用开辟了道路。磁悬浮列车等。80年代,我国高温超导的研究走在世界的前列。 7、20世纪90年代发展起来的纳米技术,使人们可以按照自己的需要设计并重新排列原子或者原子团,使其具有人们希望的特性。纳米材料的应用现是一个新兴的又应用很广泛的前沿技术。秦始皇兵马俑的色彩防脱。 8、生命科学的发展也离不开物理学。脱氧核糖核酸(DNA)是存在于细胞核中的一种重要物质,它是储存和传递生命信息的物质基础。1953年生物学家沃森和物理学家克里克利用X射线衍射的方法在卡文迪许(著名实验物理学家)的实验室成功地测定了DNA的双螺旋结构。 可以说物理学的发展,促进了各个领域科学技术的进步。使人类的生产和生活发生了翻天覆地的变化。 物理学的发展引发了一次又一次的产业革命,推动着社会和人类文明的发展。可以说社会的每一次大的进步都与物理学的发展紧密相连。 18世纪中叶,在热学发展的基础上发明并改进了蒸汽机。蒸汽机的广泛使用,促成了手工业向机械化的大生产的转变,并使陆上和海上的大规模的长途运输成为可能。大大推动了社会的发展。古人云:一日千里。火车、飞机的使用使每一个地球人实现了“一日千里”甚至日行万里的梦想。蒸汽机的使用是第一次产业革命。 1840年,法拉弟发现了电磁感应现象,并逐渐形成了完整的电磁场理论。在此基础上发展起来的电力工业,使人类进入电气化的时代,给人类的生产和生活带来翻天覆地的变化。大家想想现在使用的电灯、电话、电视、微机等一切的电力设施就能体会了。这是第二次产业革命。 20世纪70年代,微观物理方面取得重大突破,开创了微电子工业,使世界开始进入了以电子计算机应用为特征的信息时代。这是第三次产业革命。 可以说社会的每一次巨大的进步都是在物理学发展的基础上完成的。没有物理学的发展就没有人类社会和文明的巨大进步。麻烦采纳,谢谢!

品 名:超导陶瓷拼音:chao1dao3tao2ci2英文名称:superconductivity ceramics说明:具有超导性的陶瓷材料。其主要特性是在一定临界温度下电阻为零即所谓零阻现象。在磁场中其磁感应强度为零,即抗磁现象或称迈斯纳效应(Meissner effect)。高临界温度(90开以上)的超导陶瓷材料组成有YBa2Cu3O7-δ,Bi2Sr2Ca2Cu3O10,Tl2Ba2Ca2Cu3O10。超导陶瓷在诸如磁悬浮列车、无电阻损耗的输电线路、超导电机、超导探测器、超导天线、悬浮轴承、超导陀螺以及超导计算机等强电和弱电方面有广泛应用前景。奇异的超导陶瓷1973年,人们发现了超导合金――铌锗合金,其临界超导温度为,该记录保持了13年。1986年,设在瑞士苏黎世的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物(镧-钡-铜-氧)具有35K的高温超导性,打破了传统“氧化物陶瓷是绝缘体”的观念,引起世界科学界的轰动。此后,科学家们争分夺秒地攻关,几乎每隔几天,就有新的研究成果出现。1986年底,美国贝尔实验室研究的氧化物超导材料,其临界超导温度达到40K,液氢的“温度壁垒”(40K)被跨越。1987年2月,美国华裔科学家朱经武和中国科学家赵忠贤相继在钇-钡-铜-氧系材料上把临界超导温度提高到90K以上,液氮的禁区(77K)也奇迹般地被突破了。1987年底,铊-钡-钙-铜-氧系材料又把临界超导温度的记录提高到125K。从1986-1987年的短短一年多的时间里,临界超导温度竟然提高了100K以上,这在材料发展史,乃至科技发展史上都堪称是一大奇迹!高温超导材料的不断问世,为超导材料从实验室走向应用铺平了道路。

计算智能原理对创新模式的探索摘要:科技创新能力培养是本科生培养的一个重要方面,在国家大力提倡科技创新的背景下,加强大学生科技创新具有重要的意义。培养有创新能力的人才是高等学校建设的中心。本文基于计算智能原理与方法,结合指导的国家大学生创新项目的实践,就建设高效的创新团队的方法进行了初探。关键词:计算智能;科研训练;创新团队0引言目前,我们要提高自主创新能力,建设创新型国家。高等教育担负着培养创新型人才的重要责任。学生科技活动对于提高学生科技创新能力,培养拔尖创新型人才具有重要意义。而构建了一批锐意进取、大胆创新的大学生创新团队,对提高学生的创新能力和团队协作能力就显得特别的重要。目前就团队理论的研究还有待与深入,用计算智能的基本理论原理与方法来指导建设大学生创新项目团队,是一种跨学科研究的新尝试。1计算智能的基本理论与方法简介计算智能由美国学者James 年首次给出其定义,广义的讲就是借鉴仿生学思想,基于生物体系的生物进化、细胞免疫、神经细胞网络等某些机制,用数学语言抽象描述的计算方法。是基于数值计算和结构演化的智能,是智能理论发展的高级阶段。计算智能的主要方法有:人工神经网络、模糊系统、进化计算等。模糊计算模糊系统以模糊集合理论、模糊逻辑推理为基础,它试图从一个较高的层次模拟人脑表示和求解不精确知识的能力。在模糊系统中,知识是以规则的形式存储的,它采用一组模糊IF—THEN规则来描述对象的特性,并通过模糊逻辑推理来完成对不确定性问题的求解。模糊系统善于描述利用学科领域的知识,具有较强的推理能力。人工神经网络人工神经网络系统是由大量简单的处理单元,即神经元广泛地连接而形成的复杂网络系统。在人工神经网络中,计算是通过数据在网络中的流动来完成的。在数据的流动过程中,每个神经元从与其连接的神经元处接收输入数据流,对其进行处理以后,再将结果以输出数据流的形式传送到与其连接的其它神经元中去。网络的拓扑结构和各神经元之间的连接权值(Wi)是由相应的学习算法来确定的。算法不断地调整网络的结构和神经元之间的连接权值,一直到神经网络产生所需要的输出为止。通过这个学习过程,人工神经网络可以不断地从环境中自动地获取知识,并将这些知识以网络结构和连接权值的形式存储于网络之中。人工神经网络具有良好的自学习、自适应和自组织能力,以及人规模并行、分布式信息存储和处理等特点,这使得它非常适合于处理那些需要同时考虑多个因素的、不完整的、不准确的信息处理问题。进化计算自然界在几十亿年的进化过程中,生物体己经形成了一种优化自身结构的内在机制,它们能够不断地从环境中学习,以适应不断变化的环境。对于大多数生物体,这个过程是通过自然选择和有性生殖来完成的。自然选择决定了群体中哪些个体能够存活并繁殖:有性生殖保证了后代基因的混合与重组。进化计算受这种自然界进化过程的启发,它从模拟自然界的生物进化过程入手,从基因的层次探寻人类某些智能行为发展和进化的规律,以解决智能系统如何从环境中进行学习的问题。2计算智能原理在创新团队实践中的启发从系统论的视角看,创新团队的建设问题是一个复杂系统的优化和控制问题。复杂系统具有:1)自适应性/自组织性(self-adaptive/self-organization)。2)不确定性(uncertainty)。3)涌现性(emergence)。4)预决性(Finality)。5)演化(Evolution)。6)开放性(opening)。而计算智能的这些方法具有自学习、自组织、自适应的特征,创新团队的建设是具有一定的研究价值的。在专家指导下的自学习、自组织、自适应计算智能特点提到,模糊系统善于描述和利用经验知识;神经网络善于直接从数据中进行学习,把人工神经网络与专家系统结合起来,建立一个混合的系统,要比各自单一地工作更为有利。创新团队在相关专家的指导下,突出学生自由组建、自主管理、自我服务的特色。在明确团队任务的前提下对团队人数、组成人员条件及内部控制制度做些原则性的规定,赋予团队负责人充分的权力如决定团队成员构成、支配内部经费、对团队成员进行分工和考核等,保证其对团队工作直接有效的管理。合作与竞争意识计算智能特点提到,进化计算善于求解复杂的全局最优问题,具有极强的稳健性和整体优化性。种群的进化过程就是优胜劣汰的自然选择过程。团队建设的基石是合作与竞争理论。Deutsch早就指出,如果人们处于散乱的、互不相干的独立竞争关系,认为双方目标之间没有关系,那么,在资源有限的情况下,人们会表现得更为自私,彼此之间的利益存在冲突,这种关系会引起组织内耗和人际关系紧张,最终导致低生产率和低创造率。Dcutsch认为,应该使人们在组织中具有共同目标,在共同目标下合作共事。具有合作关系的人们会相互尊重、共享信息和资源,他们会将他人的进步看成对自己的促进,并交流意见和取长补短,现代科学的进步表明,今天每一项科技成果的取得,差不多都是多学科协同作战的结果。大学科研团队的建设就是要很好地贯彻这种理念,在适度的竞争与合作之间构建这种理念。融入计算智能思想的协同学习团队人们在研究人类智能行为中发现,大部分人类活动都涉及多个人构成的社会团体,大型复杂问题的求解需要多人或组织协作完成,师生之间的关系也更强调合作和共同发展。随着计算机网络、计算机通信和并发程序设计的发展,分布式人工智能逐渐成为人工智能领域的一个新的研究热点,它是以智能Agent概念为研究核心。虽然每个智能Agent都是主动地、自治地工作,多个智能Agent在同一环境中协同工作,协同的手段是相互通信。计算智能与分布式人工智能结合则是研究在逻辑上或物理上分散的智能动作如何协调它们的知识、技能和规划,求解单目标或多目标问题,因此这也为设计和建立大型复杂的智能系统或计算机支持的协同学习工作提供了有效途径。选好综合能力强的团队带头人计算智能特点提到,对复杂系统的控制,要用处理各种不确定的智能方法,这就要求团队带头人有处理复杂问题的综合能力。科技创新团队应是由不同类型的人为实现特定的目标组成的群体。激励和聚合大家的力量,负责内部的计划、组织、指挥、协调和控制等方面组织工作,必须要有一位核心人物,即学术带头人。优秀的学术带头人是高校科技创新团队必备的要素。团队的带头人处于沟通、协调团队内外的中心位置,是团队其他成员获得工作方向、具体任务、工作目标等信息的主要来源,是团队维持士气、活力、凝聚力的中心环节和纽带,在很大程度上决定了整个团队的学术水平、科研风格和文化氛围。同时对团队整体加强协调与组织,提高团队的内部凝聚力。加强交流,资源公享计算智能特点提到自适应,进化机制,是建立在信息传输基础上的。团队成员之间进而形成了彼此间紧密合作、资源共享的伙伴关系。通过彼此间的紧密合作,使团队成员不再是一个独立的个体,而是共同承担责任、积极面对挑战的一个集体。在这个集体中,团队成员的合力要远远大于每个成员能力简单相加的总和。因此,在科研团队的建设中,良好的沟通渠道能促进成员之间的团结合作,使组织中的每个成员都为组织的发展倾尽所有。团队成员之间进而形成了彼此间紧密合作、资源共享的伙伴关系。通过彼此间的紧密合作,使团队成员不再是一个独立的个体,而是共同承担责任、积极面对挑战的一个集体。在这个集体中,团队成员的合力要远远大于每个成员能力简单相加的总和。因此,在科研团队的建设中,良好的沟通渠道能促进成员之间的团结合作,使组织中的每个成员都为组织的发展倾尽所有。配备优势互补的成员在计算智能机制的调控,非线性复杂系统有涌现性特征。所谓涌现性,就是肩负不同角色的组件间通过多种交互模式、按局部或全局的行为规则进行交互,组件类型与状态、组件之间的交互以及系统行为随时间不断改变,系统中子系统或基本单元之间的局部交互,经过一定的时间之后在整体上演化出一些独特的、新的性质,形成某些模式,这便体现为涌现性。子系统之间的相互作用,可导致产生与单个子系统行为显著不同的宏观整体性质。涌现性也体现为一种质变,主体之间的相互作用开始后,系统能自组织、自协调、自加强,并随之扩大,发展,最后发生质变,即发生了涌现。3结束语计算智能理论对处理复杂系统的优化和控制问题是有效,计算智能原理在创新团队实践中的启发是多方面的。目前就团队理论的研究还有待与深入,利用计算智能原理与方法来指导建设大学生创新项目团队,是一种新的思路。

1950维塔利·金茨堡与苏联科学家列夫·郎道(因对凝聚态的研究成果获得1962年诺贝尔物理学奖)提出一种描述超导等现象的公式,在此基础上,1957年阿列克谢·阿布里科索夫提出了一种能够解释II型超导体特性的理论。这一理论认为,II型超导体中的电流形成了一个个小旋涡,如同水流中的旋涡一样,这些旋涡形成了一个有序的点阵,就像排列整齐的士兵方队一样。这样可以使超导体中电子运动的阻力消失,又可以使磁场能够从点阵中的通道通过。可以这样理解:让混乱的人群前进的难度很大,而让排列整齐的士兵方队前进很容易,前进的阻力大大减少,这就是II型超导体电阻消失的原理;同时,士兵方阵队与队之间的通道很容易让人们通过,这就是II型超导体允许磁场通过的原理。从此,物理学对超导理论的研究进入了新的阶段。1943年正当苏联卫国战争进入转折时期,维塔利·金茨堡及其同事被撤离到喀山。在这里维塔利·金茨堡开始研究超导现象。从此,他对超导体和超流体现象表现出了浓厚的兴趣。在以后的几十年里,他在超导体和超流体领域的研究论文超过百篇。1950年,维塔利·金茨堡与郎道提出了描述超导现象的理论公式。1957年阿列克谢·阿布里科索夫在维塔利·金茨堡提出的理论基础上,成功地解释了II型超导体特性的理论。但维塔利·金茨堡承认,当时他研究超导现象时并没有想到它能在实践中获得如此广泛的运用。比如,在核磁共振成像和粒子加速器等领域。

超导项目研究论文

因为这种室温超导体,在不需要冷却的情况下就能正常工作,所以如果成功的话会使很多设备都得到跨越。

铝酸镧(LaAlO3)和钽酸钾(KTaO3)是两种绝缘体,但当它们组合在一起时,界面就能导电甚至出现超导现象。这种刚刚“问世”的界面超导引发了科学家强烈的兴趣,来自浙江大学物理学系、中科院物理所等机构的学者发现,可以像调控半导体器件那样,用电压连续调控LaAlO3/KTaO3界面的导电性质:随着门电压的变化,它呈现了从超导到绝缘体的连续转变。同时,研究团队还在这一界面观测到了可被连续调控的量子金属态等许多新奇的物理现象。

5月14日,相关论文Electric field control of superconductivity at the LaAlO3/KTaO3(111) interface (电场控制LaAlO3/KTaO3(111)界面超导)在《科学》杂志上线。论文的共同第一作者为浙大物理系博士生陈峥、刘源和北京航空航天大学博士后张慧,共同通讯作者是浙大物理学系谢燕武研究员,中科院物理所孙继荣研究员和周毅研究员。这一发现为人们 探索 低温量子现象呈现了一个崭新的视野,也为超导器件的研发提供了新的思路。

“后浪”的潜力

LaAlO3/KTaO3界面超导今年2月才刚刚在《科学》杂志正式“亮相”。在氧化物界面超导家族中,它是第2位入列的成员。第1位成员亮相于2007年,瑞士日内瓦大学的Triscone教授等首先发现了LaAlO3/SrTiO3界面存在超导现象,这标志着一类新的超导体系的诞生:氧化物界面超导。

Triscone曾用一堆乐高积木来形容这一领域的奇妙:不同的氧化物可以产生千变万化的组合,每种组合都有可能蕴含着未知的、新奇的性质。随后的研究发现,LaAlO3/SrTiO3的超导电性可以通过电压来开启或关闭,就像我们熟知的半导体晶体管。这不禁让人畅想,或许有一天我们能制造出像半导体一样可以精确调控的超导器件。

而一年多前“新生”于美国阿贡实验室的“后浪”LaAlO3/KTaO3的表现似乎更加抢眼。今年2月发表在《科学》杂志的论文指出,“LaAlO3/KTaO3的超导转变温度可达 K,比“前浪”的 K高出整整一个数量级。那么,它会有哪些新奇的性质?它的超导性能也能被调控吗?它对超导机制研究会有哪些价值?神秘的“后浪”吸引着谢燕武与他的合作伙伴们去一探究竟。

新的调控,新的机制

调控,是实验科学研究最重要的手段和内容。在这项研究中,研究团队发现了一种全新的调控机制,实现了LaAlO3/KTaO3导电性能的连续可调,器件随电压变化呈现了从超导到绝缘体的连续转变。

博士生陈峥和刘源在实验室制备样品

谢燕武介绍,导电电子在低温下两两配对,就会形成超导,目前已知的超导体系已经非常多,但能被电场调控的凤毛麟角。“”我们的调控方法本质就是调控电子‘队形’的空间分布,让它们在更靠近或更远离界面的地方运动。”大量的电子在氧化物界面附近运动时,会受到晶格缺陷(也称为“无序”)的影响。“就像开车时遇到障碍物。”谢燕武说,这种“无序”越贴近界面分布越密集,越远离界面则越稀疏。基于这一认识,研究团队提出了改变电子空间分布的思路,“如果有更多的电子靠近界面,那么整体来看它们遇到的‘障碍物’就变多了,这会显著影响电子以及配对后的超导库珀对的运动行为。”

每平方厘米界面通道里有80万亿个电子在运动,门电压通过改变它们的“队形”来影响界面导电性能。“山丘”形状示意了无序分布。

在这项实验中,研究人员测试了门电压从-200V到150V区间时界面的导电性能。“不论在超导转变温度之上还是之下,导电性都可被连续调控。”陈峥说,“我们还直接测量了在这一门电压区间电子‘队形’空间分布的变化,当导电通道在6纳米时,LaAlO3/KTaO3看起来是很好的超导,而当通道调整到2纳米时,它就成了绝缘体。”

在-200V到150V区间施加不同门电压时LaAlO3/KTaO3界面的面电阻(Rsheet)随温度(T)的变化。

“从表面看,我们与传统的方法用的都是门电压调控,但背后的调控机制是全新的。”孙继荣说,传统的方法,无论是半导体晶体管还是LaAlO3/SrTiO3,都是通过改变电子浓度从而实现对导电性能的调控,这里需要有个前提:电子浓度低。“相比之下,LaAlO3/KTaO3界面的电子浓度很高,不能满足传统的调控机制,因此需要 探索 全新的调控机制。”孙继荣说,新的调控仍然以类似于晶体管的方式工作,但本质上打破了对于电子浓度的限制。

量子金属态

博士生陈峥与刘源全程参与了样品的制备和测试。陈峥说,研究过程中最难忘的是第一次测出LaAlO3/KTaO3超导性的那一天,“表明我们已经掌握了制备这一新界面超导体系的方法,可以开始我们的调控研究了!”随着实验的推进,越来越多的数据涌现出来。当他们把它们放到一起时,惊奇地发现在低温下是一条又一条水平线条,也就是说,无论温度在0~1K的区间内如何变化,LaAlO3/KTaO3界面的电阻几乎始终是恒定的。“量子金属是同时具有部分超导和金属特性的新奇量子物态,这是一种典型的量子金属态。”周毅说,“已知的量子金属态都只处于某个量子临界点上。而这个系统可以连续调控,量子金属作为相图上一个物相的形式存在,这个新发现令我们异常激动。”

器件实物照片。中间核心桥路部分宽20微米,长100微米。

《科学》杂志的审稿人对这项研究给与了非常积极的回应,他们认为,这种完全可调的超导性是一项引人入胜的突破,该项研究充分深入,几乎覆盖了过去10多年人们在LaAlO3/SrTiO3体系中获得的认识。

谢燕武说,对于新材料的研究主要来自于两方面动力:一方面想通过新材料的研究来发现新的物理现象,获得更多的科学见解;另一方面也试图为开发新器件提供有益的线索。“我们在LaAlO3/KTaO3体系中的研究可为理解超导机制,尤其是理解高温超导中的机制提供全新的素材,同时也为将来开发超导器件提供了新的视野。”

这项研究的团队成员还包括浙大物理系博士生孙艳秋、张蒙,以及浙大材料学院田鹤教授和刘中然博士。

研究得到了浙江大学量子交叉中心同仁在技术和设备等方面的全方位支持,同时还得到了浙江大学“双一流”建设专项经费、国家重点研发计划、国家自然科学基金、和浙江省重点研发计划等支持。

浙大物理系谢燕武课题组

论文DOI:

(原题为《浙大团队Science再发文!解密如何利用电场控制氧化物界面超导》。编辑张钟文)

品 名:超导陶瓷拼音:chao1dao3tao2ci2英文名称:superconductivity ceramics说明:具有超导性的陶瓷材料。其主要特性是在一定临界温度下电阻为零即所谓零阻现象。在磁场中其磁感应强度为零,即抗磁现象或称迈斯纳效应(Meissner effect)。高临界温度(90开以上)的超导陶瓷材料组成有YBa2Cu3O7-δ,Bi2Sr2Ca2Cu3O10,Tl2Ba2Ca2Cu3O10。超导陶瓷在诸如磁悬浮列车、无电阻损耗的输电线路、超导电机、超导探测器、超导天线、悬浮轴承、超导陀螺以及超导计算机等强电和弱电方面有广泛应用前景。奇异的超导陶瓷1973年,人们发现了超导合金――铌锗合金,其临界超导温度为,该记录保持了13年。1986年,设在瑞士苏黎世的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物(镧-钡-铜-氧)具有35K的高温超导性,打破了传统“氧化物陶瓷是绝缘体”的观念,引起世界科学界的轰动。此后,科学家们争分夺秒地攻关,几乎每隔几天,就有新的研究成果出现。1986年底,美国贝尔实验室研究的氧化物超导材料,其临界超导温度达到40K,液氢的“温度壁垒”(40K)被跨越。1987年2月,美国华裔科学家朱经武和中国科学家赵忠贤相继在钇-钡-铜-氧系材料上把临界超导温度提高到90K以上,液氮的禁区(77K)也奇迹般地被突破了。1987年底,铊-钡-钙-铜-氧系材料又把临界超导温度的记录提高到125K。从1986-1987年的短短一年多的时间里,临界超导温度竟然提高了100K以上,这在材料发展史,乃至科技发展史上都堪称是一大奇迹!高温超导材料的不断问世,为超导材料从实验室走向应用铺平了道路。

过渡金属原子的kagome晶格,为在几何受挫和非平凡能带拓扑存在的情况下,研究电子关联提供了一个激动人心的平台,并不断带来惊喜,在高鸿钧院士/汪自强教授《Nature》超导领域新发现后,来自美国波斯顿学院的Ilija Zeljkovic等研究者 同一天 报道了使用光谱成像扫描隧道显微镜发现一个新的kagome超导体CsV3Sb5中不同的对称破缺电子态作为温度的函数级联。相关论文以题为“Cascade of correlated electron states in a kagome superconductor CsV3Sb5”发表在Nature上。

论文链接:

由原子组成的量子固体排列在共享角三角形的晶格上(kagome晶格)是一个 探索 新的相关和拓扑电子现象的迷人游乐场。由于其固有的几何受挫,kagome系统预测具有一系列奇异的电子态,如键和电荷有序,自旋液相和手性超导等。到目前为止,大多数实验工作都集中在过渡金属kagome磁体上,例如Co3Sn2S2、FeSn和Fe3Sn2,其中不同形式的磁性主导了低温电子基态。在没有磁有序的情况下,电子关联在原则上有利于出现新的对称破缺电子态,但由于磁有序的趋势,这在许多现有的kagome材料中很难 探索 。

AV3Sb5 (A=K, Rb, Cs),是最近发现的一类不呈现可分辨磁序的kagome金属。这类材料已经在非平凡的拓扑环境中显示出了不寻常的电子行为,比如巨大的异常霍尔响应,源自于巨大的贝里曲率,以及kagome系统中罕见的超导现象。理论表明,AV3Sb5的能带结构具有非平凡的拓扑不变量,并结合显现的超导性,在铁基高 T c超导体家族中与拓扑金属形成有趣的平行关系。由于费米能级附近的van Hove奇点和费米表面的准一维区域造成的态密度大,也为在kagome晶格上寻找难以捉摸的相关态提供了理想的场所。虽然理论预测了kagome晶格电子结构的空间对称破缺的许多可能性,但它们的实验实现一直具有挑战性。

在这里,研究者利用光谱成像扫描隧道显微镜(SI-STM),在kagome超导体CsV3Sb5中发现了对称破缺相的级联与温度的函数关系,可检测为不同的电荷有序态和各向异性准粒子散射特征。这些相在正常状态下发展,并在超导 T c以下持续存在。实验证明,CsV3Sb5中的超导性,来自于本应破缺的旋转和平移对称的电子态,并与之共存。在远高于超导跃迁温度( T c~ K)的温度下,研究者揭示了一个具有2a0周期的三元电荷序,打破了晶格的平移对称性。当系统冷却到 T c时,研究者在费米能级上观察到一个显著的V型光谱缺口,并在超导跃变过程中持续破坏了六重旋转对称性。在微分电导图中,出现了额外的4a0单向电荷阶和强各向异性散射。后者可直接归因于钒kagome能带的轨道选择重正化。该实验揭示了可在kagome晶格上共存的复杂电子态,并提供了与高温超导体和扭曲双层石墨烯有趣的相似之处。

图1 表面表征。

图2 大尺度电子特性。

图3 低温下电荷有序。

图4 CsV3Sb5准粒子干涉(QPI)中旋转对称破缺的可视化研究。

未来的实验,应该通过更详细的温度、能量和掺杂相关的测量来解决不同相之间的竞争,同时也要寻找本征拓扑超导性和非平凡能带拓扑预计会出现的Majorana模式的证据。(文:水生)

超导研究最新论文

文 颖宝

这群年轻人,与凝望他们的时代。

1996年发生了许多具有先锋意义的历史:凤凰卫视中文台开播,羊“多莉”诞生,王菲成为首位登上《时代周刊》封面的华人歌手。

还有,《新周刊》创刊。

这一年出生的孩子们,具有一种和“前辈们”与众不同的特质。在国内,他们是特立独行的之一批95后;在国外,他们又被称为“Z世代”。

我们从中挑选出6位代表人物,和大家分享他们不一样的故事和人生。

新锐、朝气与无畏,是他们的标签。/《破风》剧照

竞技,飞跃

傅园慧,游泳运动员

傅园慧3岁的时候,每到换季就要咳嗽上小半个月,医生说她有哮喘倾向。这句话在她5岁那年应验了。

听说强魄的体格能抗衡哮喘,傅春升便将她送去学游泳。游泳馆里,许多小孩用力抱着教练的腿、生怕被扔下水,傅园慧却一边跳进泳池、一边将手背在身后模仿摆动的翅膀,朝妈妈大喊:“水里好好玩!我是属小的吗?”

教练说,不怕水是傅园慧的天赋。但天赋变实力的过程,高低起伏。

2012年,傅园慧在100米女子仰泳项目中,以59秒99的成绩出战伦敦的资格。然而到了真正的赛场,她变成了唯一没有游进60秒的选手。

那段时间,长年浸泡在水里导致的中耳炎,让傅园慧的耳朵刺痛难忍。加之心理压力大,她时常将自己关在房间里,在黑暗中呆坐一整个晚上。傅春升心疼女儿、劝她,却被回怼:“不要捣乱好不好。”

在2022 年的里约上,傅园慧刷新了100米女子仰泳的全国纪录,夺得铜牌。记者问她是否有保留实力,她搞怪地回“没有保留,我已经用了洪荒之力啦!”

一夜间,即使没有 的人们,也都知道了这一位“洪荒少女”。

在今年7月公布的中国游泳队东京参赛名单上,傅园慧与另外两位名将叶诗文、刘湘缺位。有体育记者分析,三位女将均为25岁,而征战东京的女性运动员,平均年龄为岁。

此外,她们近年来的表现未达预期。早前在东京选拔赛中,傅园慧因抢跳被取消成绩,未能进入决赛。

傅园慧曾在媒体镜头前自我检讨:“没什么好推脱的,但我会竭尽全力做好一切。”

傅园慧就是这样,做真我,不逃避。

2022 年1月7日是傅园慧21岁生日,她在微博中写道:“永远也无法忘记曾经已经不堪一击的我,和这一年最痛苦挣扎时的我,是什么样子。那是一种深刻的绝望。”2022 年,她的微博风格开始变得积极:“让时间翻开崭新的一页。”/傅园慧微博

周琦,篮球运动员

被粉丝唤作“大王”时,周琦才15岁。

2011年,中国青年篮球队征战U16土耳其男篮邀请赛,夺得冠军与7连胜的好成绩。中锋周琦以场均分、个篮板、次封盖的数据一战成名。亚洲篮球联合会在新闻报夸赞周琦“将是中国男篮继姚明和王治郅后另一位具备潜力的中锋”。(封盖:俗称盖帽,对方球员投篮过程中,己方球员在空球打掉的动作。)

但随着时间推移,周琦的表现备受争议。2022 年,篮球世界杯小组赛在五棵松体育馆,在主场迎战的中国队败给了波兰队。

球迷将矛头指向了周琦——比赛最后秒,中国队仍以72:71领先。此时,掌握球权的他却出现发球失误,被波兰球员抢断。中国队因此被拖入加时赛,最终以76:79小比分落败。直播镜头扫过场下坐着的姚明,他的眼眶红了一圈。

即使影响赛事结果的因素有很多,比如易建联与郭艾伦皆因犯规提前下场,但无法改变这场比赛被钉上耻辱柱的事实。球迷一度将周琦的标签改为“波兰中锋”“波兰卧底”,并造出了 络成语“姚头叹琦”。

在综艺《吐槽大会》上,范志毅句句扎心:“周琦那个发球我看了好几遍,我上去用脚都能传给别人,你用手都不行。”舞台边上,周琦抱着篮球苦笑。

今年5月,周琦位列《2022 中国运动员传播影响力榜》第10位,这证明了他的实力尚在,且能对起到正面的导向作用。

他也在积极调整发展方向。近期,周琦在采访中表示,想从队转入辽宁队,因为后者能提供更好的。

失败并不要紧,重要的是反思和调整。

今年,周琦加强了训练,试图寻回光环。/周琦微博

上天,入地

周承钰,中国最年轻的火箭发射女指挥

综艺《创造101》成团夜里,节目组公布了限定女团名为“火箭少女101”,寓意直冲云霄、奔放未来。

把“火箭少女”这个词用在周承钰身上,其实更为合适。

2022 年11月24日,嫦娥五号探测器成功发射升空3小时后,作为连接器系统指挥员的周承钰发了一条朋友圈:“连接器完美脱落,连接器家族牛!预祝嫦娥五号顺利返回!”

这一年,她才24岁。

周承钰本科就读于国防科技大学。毕业前夕,导师给她安排了颇为硬骨头的论文题目。她一看,觉得自己研究不出结果,想打退堂鼓。导师翻出师兄师姐们的课题,全是难度更高的前沿新兴研究。导师对她说:如今手上的课题与前辈们的课题,你选一个。

于是周承钰把刚想“扔掉”的硬骨头抱了回家。

在嫦娥五号的升空地文昌发射场里,她是近80人的科研队伍中最年轻的指挥员,也是首位女性指挥员。

刚上班时,前辈们本着照顾小丫头的想法,更多地分配的工作给她。结果在长征五号遥三运载火箭测试任务中,她每天到二级连接器配气台工作,竟没有一句抱怨,让前辈们不已。

通往配气台的钢铁台阶,有15层楼高、共180多级阶梯,倾斜角接近90°,别说 立行走了,用四肢攀爬着上去一趟都累得够呛。私底下,科研人员唤它为“天梯”。周承钰一天爬4趟,一爬就是60天。

被问到是否觉得工作艰难时,她回答,在做毕业课题时已经“经历过更难的,所以不觉得现在难了”。

周承钰指挥的连接器系统,是发射场动力系统与加注系统的关键部分,具有设备分布广、协调接口多等特点,即便是经验丰富的科研人员,也要小心翼翼地操作。从嫦娥五号升空的结果来看,她将工作完成得很好,并且能高效有序调度超30名科研人员共同推进工作。

文昌发射场的同事里,有许多国防科技大学的师兄,周承钰想追上他们。如果时光倒流,回到选毕业课题的那一天,她或许会选择前辈们的题——

“他们能做好,我也能。”

嫦娥五号成功发射后,周承钰与话题#24岁女孩成文昌发射场最年轻女指挥#也同步上了热搜。/央视新闻截图

曹原,《自然》2022 年度科学人物榜首

2022 年,科学刊物《自然》将曹原安置在年度科学人物首位,附文“中国潜在的最年轻的者”。

国内媒体更倾向将他描述为“石墨烯的驾驭者”。

排在他后面的,有发布了盖亚探测器对10亿多颗恒星追踪数据的天文学家Anthony Brown、通过基因组数据协助警方逮捕上世纪七八十年代犯下数起凶杀案的“金州”的系谱学家Barbara Rae-Venter等等。

童年时期,曹原对照着科学画册,将银镯子泡入硝酸溶液,合成了。看着“凭空消失”的首饰,曹妈妈哭笑不得。曹原后来的大学老师、中科大物理教授丁泽军说:“曹原是一个真真正正为科学而生的人。”

曹原仅用3年就学完了初中、高中课程,然后在14岁那年凭借669分的高考分数,入读中科大少年班;4年后,他前往麻省理工学院读博。

2022 年,尚在麻省理工的曹原以之一 身份,发表了那两篇轰动世界的石墨烯超导论文,成为《自然》创建149年以来,之一位在同一天内、连续发两篇论文的 ,同时也是年纪最小的 。

在现代,电力是与水源、粮食同等重要的。“电阻”则顾名思义,会阻碍电流输送,造成一定程度的电力损耗。如果尽量减少电阻,人类将更多。百年来,世界各地的科学家为了这个问题想破脑袋,却一直停留在假设层面。

曹原的论文打破了僵局:当两层平行石墨烯的转角接近°时,就会产生超导效应。有媒体评价,这一技术发现,将中国的石墨烯研究向前推进了30年。

从麻省理工学院毕业后,曹原婉拒了校方的劝留,选择回究石墨烯,“科学没有国界,但科学家有自己的祖国”。

就在刚刚过去的7月21日,曹原在《自然》发表了一篇新论文,阐述石墨烯超导研究的最新进展。这是他自2022 年至今,在顶刊上发布的第8篇论文。

连天才都在奔跑。

曹原今年才25岁。/ 络

逆行,抢救

佘沙,援鄂

热映《中国医生》中,张涵予饰演的金银潭医院院长,就病患源源不断的情况,在动员大会上,询问大家是否有自愿到重症监护室帮忙的。话音落下,现场安静了足足5秒。一个女孩突然 起来:“我报名。”在她的背影后,越来越多人 了起来。

在现实世界的2022 年,有无数像她这样自告奋勇的逆行者。

佘沙是人,2008年,她的老家经历了级大,“房子都塌了,一片废墟”。12岁的她, 在尚有的小学操场上,不知所措。

一群穿着白大褂的部队军医向她跑来。准确地说,是向跑来。佘沙一家在医护人员及全国各地陌生援助者的帮助下,走出了阴霾。

2022 年,佘沙入职四川省第四医院,成为肿瘤介入治疗方面的。2022 年疫情暴发之际,她先后3次主动请缨援鄂,最终被分配到武汉大学医院工作——

这所医院是抗疫一线,也曾是期间救治伤员的定点医院。带领佘沙进行抗疫工作的长,恰是在中救助伤员的志愿者。得知这巧合后,佘沙说,善意会在冥冥之中延续。

佘沙在武汉大学医院负责“预防医院感染”工作,即对可能发生的医院感染进行预防与控制。她每天都在奔走、弯腰下蹲数次,给队驻点酒店的各个角落消,以避免医护人员在休息期间被感染;推车等工具全部在污染区,她便用人力搬运这种“最笨”的,将呼吸机等仪器一件件扛进医院。

2022 年,佘沙入选由、全国妇联等四部门联合发布的“一线医务人员抗疫巾帼英雄谱”,被授予“抗击肺炎疫情全国三八红旗手”称号。

回想2022 年除夕那天,佘沙缠着四川省第四医,嚷嚷着要加入援鄂队伍。问,你真不怕被感染哦?

佘沙说,哎呀,我不一样,我是的呀!

2022 年电视剧《最美逆行者》中,由任敏饰演的于丽娜 ,为报援助之恩加入援鄂队。有人说,于丽娜的原型就是佘沙。/图为佘沙本人 新华

甘如意,武汉医生

与佘沙一同入选“一线医务人员抗疫巾帼英雄谱”的,还有武汉医生甘如意。但大众对她更熟悉的称呼,是“4天3夜骑行女孩”。

甘如意在武汉金口卫生院范湖分血液检验科工作。2022 年1月中旬,武汉的疫情真正严重起来之前,甘如意已经回了荆州老家准备过年。

疫情的消息让她日渐焦虑。检验科只有3个医生,她提前回家了,剩下两位同事已经在抗疫岗位上扛了十几天。腊月廿九的晚上,她对爸爸说:“我要回医院了。”

当时武汉已经封城,与之的公共交通也都停止。她想过坐计程车,但连续问了几个司机,都不敢靠近武汉。

她决定骑自行车去武汉。从荆州县垱镇杨家码头村,到武汉金口卫生院范湖分院,一共285公里。预测,需要连续骑行18个小时。

实际耗时比预测时间要多得多。1月31日,大年初六,她骑行了5小时顺利到达县城,但在前往荆州市的长江大桥上,被以疫情防控为由阻拦骑车通行。她将自行车存放在副食店内,徒步过桥,然后在荆州扫了一辆共享单车,蹬上了318国道,前往下一 潜江市。

2月2日晚8点,抵达潜江市时,她已经骑行了3天、126公里,膝盖生疼、精神疲惫不已。所幸,她在潜江街头遇到两名。后者之余,在隔天安排她坐上了一辆前往武汉的送血车。

4月8日,武汉解封。离家68天的甘如意回到了荆州,妈妈给她做了一桌子菜,说:“你走的时候还是冬天,回来的时候已是春天了。”

上图为工作中的甘如意,下图为她骑过的自行车——这辆车如今收在武汉金山舰抗疫博物馆中。/ 络

抗压、超越、探索、不服输、心怀善意,是这一群1996年生的年轻人所坚持的人生品质。

若要给他们一个标签,那便是“新锐人物”。

1996-2022 年,新周刊发行25年间,亦坚持向时代传递这种新锐的价值观。

新周刊与新锐人物们一同成长、一同经历挫折、一同奔向未来。

以上就是与69属猴男和76属龙女相配吗相关内容,是关于傅园慧的分享。看完76年女和68年男合适吗后,希望这对大家有所帮助!

(1)全球市场规模:数据显示,2020年全球超导材料市场增速有所下降,市场规模为亿欧元;2021年市场增速上升,市场规模达到了亿欧元;预计到2024年,全球功率超导材料市场规模将达到553亿美元。

(2)国内供给端市场:我国超导技术的研究起步比较早,但行业产业化起步比较晚,技术壁垒较高;目前国内研究超导材料的机构主要是院校,以中科院物理研究所、中国科技大学、南京大学、中科院电工研究所、中科院等离子体物理研究所等院校为主要研究单位,排名靠前的院校相关论文数均在600篇以上。

(3)国内需求端市场:我国的超导技术在电力及能源的主要应用集中在超导电缆、超导变压器等产的技术研发和应用。超导产业主要应用在医疗设备领域的技术主要是超导磁体技术,主要应用在核磁共振等方面。在通信领域被广泛的应用于无线通信网的建设中,充分发挥其优势。

半导体晶圆研究论文

在芯片的生产过程中,光刻机是关键设备,而光刻则是必不可少的核心环节。光刻技术的精度水平决定了芯片的性能强弱,也代表了半导体产业的完善程度。我们国内一直希望在这方面取得领先的地位,但是结果却不尽人意。 其实光刻机之所以这么难造,就是因为光刻技术实在是太复杂了,不仅需要顶尖的光源条件,还对精度有着近乎苛刻的要求。目前,全球光刻技术市场基本上被美日两国垄断了,而我们国内正在努力攻克其中的技术难点。 那么光刻到底是一项怎样的工作呢?为什么能难倒这么多国家?大家都知道,芯片的衬底是半导体晶圆,而光刻就是在晶圆上制备芯片的第一步。在光刻过程中,有一项非常重要的材料,名为光掩膜,没有它也就无法将集成电路刻画在晶圆上。 而且光掩膜也有高中低端的层次之分,通过高端光掩膜生产出的芯片更加先进,而低端的就只能用于生产普通芯片了。显然,高端光掩膜也是各个国家青睐的对象,但是这种材料的制备难度非常高,如果精度达不到要求,那么想要突破绝非易事! 就目前的情况来看,国内在光掩膜市场还对国外进口存在一定的依赖,但是随着中科院的突破,这种依赖正在慢慢减轻,以后将会彻底消失。那么如今国内的光刻技术到底达到了何种水平呢? 在讨论这个问题之前,我们先来看看中科院传出的消息,它被很多人过分甚至是错误解读了。今年7月份,中科院发表了一篇论文,研究内容是5nm光刻制备技术,而大部分人都以为这标志着中科院突破到了最先进的5nm极紫外光刻技术。 但是事实却并非如此,据后来该论文的通讯作者刘前在接受媒体采访时表示,中科院研究的5nm光刻制备技术针对的是光掩膜的生产,而不是光刻机用到的极紫外光。也就是说,中科院发表论文不等同于国产光刻机技术达到了5nm水平。 对此,很多国人都在想,难道国产5nm光刻技术不存在?从某种意义上来说,现在这个问题的答案是肯定的,国产5nm确实还遥遥无期。此外,中科院紧急辟谣:5nm光刻技术根本不现实,国产水平只有180nm! 从5nm一下子掉到180nm,这个落差让很多人都接受不了。但需要知道的是,180nm才是国产光刻机技术的真实水平,就算不愿意承认,也必须得面对。如果连自身的不足之处都无法面对,那么何谈攻克技术难题?何谈突破? 毫无疑问,180nm还处于比较落后的状态,这也是国产芯片迟迟无法崛起的主要原因。光刻技术作为光刻机的核心动力,我们国内肯定不会轻易放弃,现在是180nm不代表以后也是180nm,现在无法突破到5nm也不代表以后突破不了! 所以说,我们应该对国产技术和半导体芯片充满信心,只有相信自己,才能不断地自我突破。而且最近一段时间,国内传来了很多好消息,光刻技术也不急于一时。 举个简单的例子,华为旗下的海思半导体正在转型为IDM模式的企业,不仅要掌握芯片设计技术,还准备进军芯片制造市场,成为像三星那样的巨头。此外,华为也宣布了全面布局光刻机的决定,有了它的加入,国产光刻技术将迎来更大的希望! 一项技术就算再难也有一定的限度,但是科研人员的智慧是无限的,所以在国内这么多科研工作者的共同努力下,再难的技术都会被攻克,光刻和光刻机也不例外。相信以后国内一定能实现技术崛起的目标,取得领先的地位! 对此,你们怎么看呢?欢迎留言和分享。

台积电开启晶圆代工时代,成为集成电路中最为重要的一个环节。 1987 年,台积电的成立开启了 晶圆代工时代,尤其在得到了英特尔的认证以后,晶圆代工被更多的半导体厂商所接受。晶圆代工 打破了 IDM 单一模式,成就了晶圆代工+IC 设计模式。目前,半导体行业垂直分工成为了主流, 新进入者大多数拥抱 fabless 模式,部分 IDM 厂商也在逐渐走向 fabless 或者 fablite 模式。

全球晶圆代工市场一直呈现快速增长,未来有望持续 。晶圆代工+IC 设计成为行业趋势以后,受益 互联网、移动互联网时代产品的强劲需求,整个行业一直保持快速增长,以台积电为例,其营业收 入从 1991 年的 亿美元增长到 2019 年的 346 亿美元,1991-2019 年,CAGR 为 21%。2019 年全球晶圆代工市场达到了 627 亿美元,占全球半导体市场约 15%。未来进入物联网时代,在 5G、 人工智能、大数据强劲需求下,晶圆代工行业有望保持持续快速增长。

晶圆代工行业现状:行业呈现寡头集中。 晶圆代工是制造业的颠覆,呈现资金壁垒高、技术难度大、 技术迭代快等特点,也因此导致了行业呈现寡头集中,其中台积电是晶圆代工行业绝对的领导者, 营收占比超过 50%,CR5 约为 90%。

晶圆代工行业资金壁垒高。 晶圆代工厂的资本性支出巨大,并且随着制程的提升,代工厂的资本支 出中枢不断提升。台积电资本支出从 11 年的 443 亿元增长到 19 年的 1094 亿元,CAGR 为 12%。 中芯国际资本性支出从 11 年的 30 亿元增长到了 19 年的 131 亿元,CAGR 为 20%,并且随着 14 nm 及 N+1 制程的推进,公司将显著增加 2020 年资本性支出,计划为 455 亿元。巨额投资将众多 追赶者挡在门外,新进入者难度极大。

随着制程提升,晶圆代工难度显著提升。 随着代工制程的提升,晶体管工艺、光刻、沉积、刻蚀、 检测、封装等技术需要全面创新,以此来支撑芯片性能天花板获得突破。

晶体管工艺持续创新。 传统的晶体管工艺为 bulk Si,也称为体硅平面结构(Planar FET)。 随着 MOS 管的尺寸不断的变小,即沟道的不断变小,会出现各种问题,如栅极漏电、泄漏功 率大等诸多问题,原先的结构开始力不从心,因此改进型的 SOI MOS 出现,与传统 MOS 结 构主要区别在于:SOI 器件具有掩埋氧化层,通常为 SiO2,其将基体与衬底隔离。由于氧化 层的存在,消除了远离栅极的泄漏路径,这可以降低功耗。随着制程持续提升,常规的二氧 化硅氧化层厚度变得极薄,例如在 65nm 工艺的晶体管中的二氧化硅层已经缩小仅有 5 个氧 原子的厚度了。二氧化硅层很难再进一步缩小了,否则产生的漏电流会让晶体管无法正常工 作。因此在 28nm 工艺中,高介电常数(K)的介电材料被引入代替了二氧化硅氧化层(又称 HKMG 技术)。随着设备尺寸的缩小,在较低的技术节点,例如 22nm 的,短沟道效应开始 变得更明显,降低了器件的性能。为了克服这个问题,FinFET 就此横空出世。FinFET 结构 结构提供了改进的电气控制的通道传导,能降低漏电流并克服一些短沟道效应。目前先进制 程都是采用 FinFET 结构。

制程提升,需要更精细的芯片,光刻机性能持续提升。 负责“雕刻”电路图案的核心制造设备是光刻机,它是芯片制造阶段最核心的设备之一,光刻机的精度决定了制程的精度。第四 代深紫外光刻机分为步进扫描投影光刻机和浸没式步进扫描投影光刻机,其中前者能实现最 小 130-65nm 工艺节点芯片的生产,后者能实现最小 45-22nm 工艺节点芯片的生产。通过多 次曝光刻蚀,浸没式步进扫描投影光刻机能实现 22/16/14/10nm 芯片制作。到了 7/5nm 工艺, DUV 光刻机已经较难实现生产,需要更为先进的 EUV 光刻机。EUV 生产难度极大,零部件 高达 10 万多个,全球仅 ASML 一家具备生产能力。目前 EUV 光刻机产量有限而且价格昂 贵,2019 年全年,ASML EUV 销量仅为 26 台,单台 EUV 售价高达 亿美元。

晶圆代工技术迭代快,利于头部代工厂。 芯片制程进入 90nm 节点以后,技术迭代变快,新的制程 几乎每两到三年就会出现。先进制程不但需要持续的研发投入,也需要持续的巨额资本性支出,而 且新投入的设备折旧很快,以台积电为例,新设备折旧年限为 5 年,5 年以后设备折旧完成,生产 成本会大幅度下降,头部厂商完成折旧以后会迅速降低代工价格,后进入者难以盈利。

摩尔定律延续,技术难度与资本投入显著提升

追寻摩尔定律能让消费者享受更便宜的 算 力,晶圆代工是推动摩尔定律最重要的环节。 1965 年, 英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔提出,当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目, 约每隔 18-24 个月便会增加一倍,性能也将提升一倍,这也是全球电子产品整体性能不断进化的核 心驱动力,以上定律就是著名的摩尔定律。换而言之,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔 18- 24 个月翻一倍以上。推动摩尔定律的核心内容是发展更先进的制程,而晶圆代工是其中最重要的 环节。

摩尔定律仍在延续。 市场上一直有关于摩尔定律失效的顾虑,但是随着 45nm、28nm、10nm 持续 的推出,摩尔定律仍然保持着延续。台积电在 2018 年推出 7nm 先进工艺,2020 年开始量产 5nm, 并持续推进 3nm 的研究,预计 2022 年量产 3nm 工艺。IMEC 更是规划到了 1nm 的节点。此外, 美国国防高级研究计划局进一步提出了先进封装、存算一体、软件定义硬件处理器三个未来发展研 究与发展方向,以此来超越摩尔定律。在现在的时间点上来看,摩尔定律仍然在维持,但进一步提 升推动摩尔定律难度会显著提升。

先进制程资本性投入进一步飙升 。根据 IBS 的统计,先进制程资本性支出会显著提升。以 5nm 节 点为例,其投资成本高达数百亿美金,是 14nm 的两倍,是 28nm 的四倍。为了建设 5nm 产线, 2020 年,台积电计划全年资本性将达到 150-160 亿美元。先进制程不仅需要巨额的建设成本,而 且也提高了设计企业的门槛,根据 IBS 的预测,3nm 设计成本将会高达 5-15 亿美元。

3nm 及以下制程需要采用全新的晶体管工艺。 FinFET 已经历 16nm/14nm 和 10nm/7nm 两个工艺 世代,随着深宽比不断拉高,FinFET 逼近物理极限,为了制造出密度更高的芯片,环绕式栅极晶 体管(GAAFET,Gate-All-Ground FET)成为新的技术选择。不同于 FinFET,GAAFET 的沟道被 栅极四面包围,沟道电流比三面包裹的 FinFET 更加顺畅,能进一步改善对电流的控制,从而优化 栅极长度的微缩。三星、台积电、英特尔均引入 GAA 技术的研究,其中三星已经先一步将 GAA 用 于 3nm 芯片。如果制程到了 2nm 甚至 1nm 时,GAA 结构也许也会失效,需要更为先进的 2 维 、 甚至 3 维立体结构,目前微电子研究中心(Imec)正在开发面向 2nm 的 forksheet FET 结构。

3nm 及以下制程,光刻机也需要升级。 面向 3nm 及更先进的工艺,芯片制造商或将需要一种称为 高数值孔径 EUV(high-NA EUV)的光刻新技术。根据 ASML 年报,公司正在研发的下一代极紫 外光刻机将采用 high-NA 技术,有更高的数值孔径、分辨率和覆盖能力,较当前的 EUV 光刻机将 提高 70%。ASML 预测高数值孔径 EUV 将在 2022 年以后量产。

除上面提到巨额资本与技术难题以外,先进制程对沉积与刻蚀、检测、封装等环节也均有更高的要 求。正是因为面临巨大的资本和技术挑战,目前全球仅有台积电、三星、intel 在进一步追求摩尔定 律,中芯国际在持续追赶,而像联电、格罗方德等晶圆代工厂商已经放弃了 10nm 及以下制程工艺 的研发,全面转向特色工艺的研究与开发。先进制程的进一步推荐节奏将会放缓,为中芯国际追赶 创造了机会。

先进制程占比持续提升,成熟工艺市场不断增长

高性能芯片需求旺盛,先进制程占比有望持续提升。 移动终端产品、高性能计算、 汽车 电子和通信 及物联网应用对算力的要求不断提升,要求更为先进的芯片,同时随着数据处理量的增加,存储芯 片的制程也在不断升级,先进制程的芯片占比有望持续提升。根据 ASML2018 年底的预测,到 2025 年,12 寸晶圆的先进制程占比有望达到 2/3。2019 年中,台积电 16nm 以上和以下制程分别占比 50%,根据公司预计,到 2020 年,16nm 及以下制程有望达到 55%。

CPU、逻辑 IC、存储器等一般采用先进制程(12 英寸),而功率分立器件、MEMS、模拟、CIS、 射频、电源芯片等产品(从 6μm 到 40nm 不等)则更多的采用成熟工艺(8 寸片)。 汽车 、移动 终端及可穿戴设备中超过 70%的芯片是在不大于 8 英寸的晶圆上制作完成。相比 12 寸晶圆产线,8 寸晶圆制造厂具备达到成本效益生产量要求较低的优势,因此 8 寸晶圆和 12 寸晶圆能够实现优 势互补、长期共存。

受益于物联网、 汽车 电子的快速发展,MCU、电源管理 IC、MOSFET、ToF、传感器 IC、射频芯 片等需求持续快速增长。 社会 已经从移动互联网时代进入了物联网时代,移动互联网时代联网设备 主要是以手机为主,联网设备数量级在 40 亿左右,物联网时代,设备联网数量将会成倍增加,高 通预计到 2020 年联网 设备数量有望达到 250 亿以上。飙升的物联网设备需要需要大量的成熟工艺 制程的芯片。以电源管理芯片为例,根据台积电年报数据,公司高压及电源管理晶片出货量从 2014 年的 1800 万片(8 寸)增长到 2019 年的 2900 万片,CAGR 为 10%。根据 IHS 的预测,成熟晶 圆代工市场规模有望从 2020 年的 372 亿美元增长到 2025 年的 415 亿美元。

特色工艺前景依旧广阔,主要代工厂积极布局特色工艺。 巨大的物联网市场前景,吸引了众多 IC 设计公司开发新产品。晶圆代工企业也瞄准了物联网的巨大商机,频频推出新技术,配合设计公司 更快、更好地推出新一代芯片,助力物联网产业高速发展。台积电和三星不仅在先进工艺方面领先布局,在特色工艺方面也深入布局,例如台积电在图像传感器领域、三星在存储芯片领域都深入布 局。联电、格罗方德、中芯国际、华虹半导体等代工厂也全面布局各自的特色工艺,在射频、 汽车 电子、IOT 等领域,形成了各自的特色。

5G 时代终端应用数据量爆炸式提升增加了对半导体芯片的需求,晶圆代工赛道持续繁荣。 随着对 于 5G 通信网络的建设不断推进,不仅带动数据量的爆炸式提升,要求芯片对数据的采集、处理、 存 储 效率更高,而且也催生了诸多 4G 时代难以实现的终端应用,如物联网、车联网等,增加了终 端对芯片的需求范围。对于芯片需求的增长将使得下游的晶圆代工赛道收益,未来市场前景极其广 阔。根据 IHS 预测,晶圆代工市场规模有望从 2020 年的 584 亿美元,增长到 2025 年的 857 亿美 元,CAGR 为 8%。

推动手机芯片需求量上涨

5G 手机渗透率快速提升。手机已经进入存量时代,主要以换机为主。2019 年全球智能手机出货量 为 亿部,2020 年受疫情影响,IDC 等预测手机总体出货量为 亿台,后续随着疫情的恢 复以及 5G 产业链的成熟,5G 手机有望快速渗透并带动整个手机出货。根据 IDC 等机构预测,5G 手机出货量有望从 2020 年的 增长到 2024 年的 亿台,CAGR 为 59%。

5G 手机 SOC、存储和图像传感器全面升级,晶圆代工行业充分受益。 消费者对手机的要求越来越 高,需要更清晰的拍照功能、更好的 游戏 体验、多任务处理等等,因此手机 SOC 性能、存储性能、 图像传感器性能全面提升。目前旗舰机的芯片都已经达到了 7nm 制程,随着台积电下半年 5 nm 产 能的释放,手机 SOC 有望进入 5nm 时代。照片精度的提高,王者荣耀、吃鸡等大型手游和 VLOG 视频等内容的盛行,对手机闪存容量和速度也提出了更高的要求,LPDDR5 在 2020 年初已经正式 亮相小米 10 系列和三星 S20 系列,相较于上一代的 LPDDR4,新的 LPDDR5 标准将其 I/O 速 度从 3200MT/s 提升到 6400MT/s,理论上每秒可以传输 的数据。相机创新是消费者更 换新机的主要动力之一,近些年来相机创新一直在快速迭代,一方面,多摄弥补了单一相机功能不 足的缺点,另一方面,主摄像素提升带给消费者更多的高清瞬间,这两个方向的创新对晶圆及代工 的需求都显著提升。5G 时代,手机芯片晶圆代工市场将会迎来量价齐升。

5G 手机信号频段增加,射频前端芯片市场有望持续快速增长。射频前端担任信号的收发工作,包 括低噪放大器、功率放大器、滤波器、双工器、开关等。相较于 4G 频段,5G 的频段增加了中高 频的 Sub-6 频段,以及未来的更高频的毫米波频段。根据 yole 预测,射频前端市场有望从 2018 年 的 149 亿美元,增长到 2023 年的 313 亿美元,CAGR 为 16%。

云计算前景广阔,服务器有望迎来快速增长

2020 年是国内 5G 大规模落地元年,有望带来更多数据流量需求 。据中国信通院在 2019 年 12 月 份发布的报告,2020 年中国 5G 用户将从去年的 446 万增长到 1 亿人,到 2024 年我国 5G 用户 渗透率将达到 45%,人数将超过 亿人,全球将达到 12 亿人,5G 用户数的高增长带来流量的 更高增长。

5G 时代来临,云计算产业前景广阔。 进入 5G 时代,IoT 设备数量将快速增加,同时应用的在线 使用需求和访问流量将快速爆发,这将进一步推动云计算产业规模的增长。根据前瞻产业研究院的 报告,2018 年中国云计算产业规模达到了 963 亿元,到 2024 年有望增长到 4445 亿元,CAGR 为 29%,产业前景广阔。

边缘计算是云计算的重要补充,迎来新一轮发展高潮。 根据赛迪顾问的数据,2018 年全球边缘计 算市场规模达到 亿美元,同比增长率 ,预计未来年均复合增长率将超过 50%。而中国 边缘计算市场规模在 2018 年达到了 亿元,并且 2018-2021 将保持 61%的年复合增长率,到 2021 年达到 亿元。

服务器大成长周期确定性强。 服务器短期拐点已现,受益在线办公和在线教育需求旺盛,2020 年 服务器需求有望维持快速增长。长期来看,受益于 5G、云计算、边缘计算强劲需求,服务器销量 有望保持持续高增长。根据 IDC 预测,2024 年全球服务器销量有望达到 1938 万台,19-24 年, CAGR 为 13%。

服务器半导体需求持续有望迎来快速增长,晶圆代工充分受益。 随着服务器数量和性能的提升,服 务器逻辑芯片、存储芯片对晶圆的需求有望快速增长,根据 Sumco 的预测,服务器对 12 寸晶圆 需求有望从 2019 年的 80 万片/月,增长到 2024 年的 158 万片/月,19-24 年 CAGR 为 8%。晶圆 代工市场有望充分受益服务器芯片量价齐升。

三大趋势推动 汽车 半导体价值量提升

传统内燃机主要价值量主要集中在其动力系统。 而随着人们对于 汽车 出行便捷性、信息化的要求逐 渐提高, 汽车 逐步走向电动化、智能化、网联化,这将促使微处理器、存储器、功率器件、传感器、 车载摄像头、雷达等更为广泛的用于 汽车 发动机控制、底盘控制、电池控制、车身控制、导航及车 载 娱乐 系统中, 汽车 半导体产品的用量显著增加。

车用半导体有望迎来加速增长。 根据 IHS 的报告,车用半导体销售额 2019 年为 410 亿美元,13- 19 年 CAGR 为 8%。随着 汽车 加速电动化、智能化、网联化,车用芯片市场规模有望迎来加速, 根据 Gartner 的数据,全球 汽车 半导体市场 2019 年销售规模达 亿美元,预计 2022 年有望 达到 651 亿美元,占全球半导体市场规模的比例有望达到 12%,并成为半导体下游应用领域中增 速最快的部分。

自动驾驶芯片要求高,有望进一步拉动先进制程需求。 自动驾驶是通过雷达、摄像头等将采集车辆 周边的信息,然后通过自动驾驶芯片处理数据并给出反馈,以此降低交通事故的发生率、提高城市 中的运载效率并降低驾驶员的驾驶强度。自动驾驶要求多传感器之间能够及时、高效地传递信息, 并同时完成路线规划和决策,因此需要完成大量的数据运算和处理工作。随着自动驾驶级别的上升, 对于芯片算力的要求也越高,产生的半导体需求和价值量也随之水涨船高。英伟达自动驾驶芯片随 着自动驾驶级别的提升,芯片制程也显著提升,最早 Drive PX 采用的是 20nm 工艺,而最新 2019 年发布的 Drive AGX Orin 将会采用三星 8nm 工艺。根据英飞凌的预测,自动驾驶给 汽车 所需要的 半导体价值带来相当可观的增量,一辆车如果实现 Level2 自动驾驶,半导体价值增量就将达到 160 美元,若自动驾驶级别达到 level4&5,增量将会达到 970 美元。

快速增长,芯片类型多

随着行业标准完善、技术不断进步、政策的扶持,全球物联网市场有望迎来爆发性增长。GSMA 预 测,中国 IOT 设备联网数将会从 2019 年的 36 亿台, 增到 到 2025 年的 80 亿台,19-25 年 CAGR 为 。根据全球第二大市场研究机构 MarketsandMarkets 的报告,2018 年全球 IoT 市场规模 为 795 亿美元,预计到 2023 年将增长到 2196 亿美元,18-23 年 CAGR 为 。

物联网的发展需要大量芯片支撑,半导体市场规模有望迎来进一步增长 。物联网感知层的核心部件 是传感器系统,产品需要从现实世界中采集图像、温度、声音等多种信息,以实现对于所处场景的 智能分析。感知需要向设备中植入大量的 MEMS 芯片,例如麦克风、陀螺仪、加速度计等;设备 互通互联需要大量的通信芯片,包括蓝牙、WIFI、蜂窝网等;物联网时代终端数量和数据传输通道 数量大幅增加,安全性成为最重要的需求之一,为了避免产品受到恶意攻击,需要各种类型的安全 芯片作支持;同时,身份识别能够保障信息不被盗用,催生了对于虹膜识别和指纹识别芯片的需求; 作为物联网终端的总控制点,MCU 芯片更是至关重要,根据 IC Insights 的预测,2018 年 MCU 市 场规模增长 11%,预计未来四年内 CAGR 达 ,到 2022 年将超过 240 亿美元。

国内 IC 设计企业快速增长,代工需求进一步放量

国内集成电路需求旺盛,有望持续维持快速增长。 国内集成电路市场需求旺盛,从 2013 年的 820 亿美元快速增长到 2018 年的 1550 亿美元,CAGR 为 ,IC insight 预测,到 2023 年,中国 集成电路市场需求有望达到 2290 亿美元,CAGR 为 8%。但是同时,国内集成电路自给率也严重 不足,2018 年仅为 15%,IC insight 在 2019 年预测,到 2023 年,国内集成电路自给率为 20%。

需求驱动,国内 IC 设计快速成长。 在市场巨大的需求驱动下,国内 IC 设计企业数量快速增加,尤 其近几年,在国内政策的鼓励下,以及中美贸易摩擦大的背景下,IC 设计企业数量加速增加,2019 年底,国内 IC 设计企业数量已经达到了 1780 家,2010-2019 年,CAGR 为 13%。根据中芯国际 的数据,国内 IC 设计公司营收 2020 年有望达到 480 亿美元,2011-2020 年 CAGR 为 24%,远 高于同期国际 4%的复合增长率。

国内已逐步形成头部 IC 设计企业。 根据中国半导体行业协会的统计,2019 年营收前十的入围门槛 从 30 亿元大幅上升到 48 亿元,这十大企业的增速也同样十分惊人,达到 47%。国内 IC 企业逐步 做大做强,部分领域已经形成了一些头部企业:手机 SoC 芯片领域有华为海思、中兴微电子深度 布局;图像传感领域韦尔豪威大放异彩;汇顶 科技 于 2019 年引爆了光学屏下指纹市场;卓胜微、 澜起 科技 分别在射频开关和内存接口领域取得全球领先。IC 设计企业快速成长有望保持对晶圆代 工的强劲需求。

晶圆代工自给率不足。 中国是全球最大的半导体需求市场,根据中芯国际的预测,2020 年中国对 半导体产品的需求为 2130 亿美元,占全球总市场份额为 49%,但是与之相比的是晶圆代工市场份 额严重不足,根据拓墣研究的数据,2020Q2,中芯国际和华虹半导体份额加起来才 6%,晶圆代 工自给率严重不足,尤其考虑到中国 IC 设计企业数量快速增长,未来的需求有望持续增长,而且, 美国对华为等企业的禁令,更是让我们意识到了提升本土晶圆代工技术和产能的重要性。

政策与融资支持,中国晶圆代工企业迎来良机(略)

晶圆代工需求不断增长,但国内自给严重不足,受益需求与国内政策双重驱动,国内晶圆代工迎来 良机。建议关注:国内晶圆代工龙头,突破先进制程瓶颈的中芯国际-U、特色化晶 圆代工与功率半导体 IDM 双翼发展的华润微华润微、坚持特色工艺,盈利能力强的华虹半导体华虹半导体。

……

(报告观点属于原作者,仅供参考。作者:东方证券,蒯剑、马天翼)

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2019年5月,美国商务部将华为列入实体清单,禁止美国企业向华为出口技术和零部件;2020年5月,美国进一步升级对华为贸易禁令,要求凡使用了美国技术或设计的半导体芯片出口华为时,必须得到美国政府的许可证,进一步切断华为通过第三方获取芯片或代工生产的渠道。

此前,高通、英特尔和博通等美国公司都向华为提供芯片,用于华为智能手机和其他电信设备,华为手机使用谷歌的安卓操作系统。华为自研的麒麟高端手机芯片,也依赖台积电代工。随着美国芯片禁令实施,华为手机业务遭遇重创,消费者业务收入大幅下滑,海外市场拓展也受到影响。

美国凭借芯片技术优势对中国企业“卡脖子”,使半导体产业陡然成为中美 科技 竞争的风暴眼。“缺芯”之痛,突显了中国半导体产业的技术短板。它如一记振聋发聩的警钟,惊醒国人看清国际 科技 竞争的残酷现实。

半导体产业是 科技 创新的龙头和先导,在信息 科技 和高端制造中占据核心地位。攻克半导体核心技术难题,解决高端芯片受制于人的现状,成为中国高 科技 发展和产业升级的当务之急。

全球半导体版图

半导体产业很典型地体现了供应链的全球化,各国在半导体产业链上分工协作,相互依赖。美国、韩国、日本、中国、欧洲等国家或地区发挥各自优势,共同组成了紧密协作的全球半导体产业链。

根据美国半导体行业协会发布的最新数据,美国的半导体企业销售额占据全球的47%,排名第二的是韩国,占比为19%,日本和欧盟半导体企业销售额占比均为10%,并列第三。中国台湾和中国大陆半导体企业销售额占比分别为6%和5%。

具体来看,美国牢牢控制半导体产业链的头部,包括最前端EDA/IP、芯片设计和关键设备等。具体而言,在全球产业链总增加值中,美国在EDA/IP上,占据74%份额;在逻辑芯片设计上,占据67%;在存储芯片设计上,占据29%;在半导体制造设备上,占据41%。

日本在芯片设计、半导体制造设备、半导体材料等重要环节掌握核心技术;韩国在存储芯片设计、半导体材料上发挥关键作用;欧洲在芯片设计、半导体制造设备和半导体材料上贡献突出;中国则在晶圆制造上发挥重要作用。

中国大陆在全球晶圆制造(后道封装、测试)增加值占比高达38%;中国台湾在全球半导体材料、晶圆制造(前道制造、后道封装、测试)增加值占比分别达到22%和47%。

以上国家和地区构成了全球半导体产业供应链的主体。

芯片是人类智慧的结晶,芯片制造是全球顶尖的高端制造产业之一,是典型的资本密集和技术密集行业。制造的过程之复杂、技术之尖端、对制造设备的苛刻要求,决定了芯片产业链的复杂性。半导体制造中的大部分设备,包含了数百家不同供应商提供的模块、激光、机电组件、控制芯片、光学、电源等,均需依托高度专业化的复杂供应链。每一个单一制造链条都可能汇集了成千上万的产品,凝聚着数十万人多年研发的积累。

芯片技术也涉及广泛的学科,需要长时期的基础研究和应用技术创新的成果累积。举例来说,一项半导体新技术方法从发布论文,到规模化量产,至少需要10-15年的时间。作为全球最先进的半导体光刻技术基础的极紫外线EUV应用,从早期的概念演示到如今的商业化花费了将近40年的时间,而EUV生产所需要的光刻机设备的10万个零部件来自全球5000多家供应商。

芯片制造的复杂性,创造了一个由无数细分专业方向组成的全球化产业链。在半导体市场中,专业的世界级公司通过几十年有针对性的研发,在自己擅长的领域建立了牢固的市场地位。比如,荷兰ASML垄断着世界光刻机的生产;美国高通、英特尔、韩国三星、中国台湾的台积电等也都形成了各自的技术优势。目前全世界最先进制程的高端芯片几乎都由台积电和三星生产。

中美芯片供应链各有软肋

“缺芯”,不仅困扰着中国企业。

自去年下半年以来,受新冠疫情及美国贸易禁令干扰,芯片产能及供应不足,全球信息产业和智能制造都遭遇了严重的“芯片荒”。

随着新一轮新冠疫情在东南亚蔓延, 汽车 行业芯片短缺进一步加剧,全球三家最大的 汽车 制造商装配线均出现中断。丰田称 9 月全球减产 40%。美国车企也不能幸免,福特 汽车 旗下一家工厂暂停组装 F-150 皮卡,通用 汽车 北美地区生产线停工时间也被迫延长。

蔓延全球的芯片荒,迫使各国对全球半导体供应链的安全性、可靠性进行重新审视和评估。中美两个大国在半导体供应链上各有优势,也各有软肋。

中国芯片产业起步较晚,但近年来加速追赶。根据中国半导体行业协会统计,2020年中国集成电路产业销售额为8848亿元,同比增长17%,5年增长了超过一倍。其中,设计业销售额为亿元,同比增长;制造业销售额为亿元,同比增长;封装测试业销售额亿元,同比增长。中国2020年出口集成电路2598亿块,出口金额1166亿美元,同比增长。

中国芯片核心技术与美国有较大差距,主要突破在芯片设计领域,芯片设计水平位列全球第二。在制造的封测环节也不是我们的短板。中国芯片制造的短板主要在三方面:核心原材料不能自己自足、芯片制造工艺与国际领先水平有较大差距、关键制造设备依赖进口。

由于不能独立完成先进制程芯片的生产制造,大量高端芯片依赖进口。2020年中国进口芯片5435亿块,进口金额亿美元。

美国是世界芯片头号强国,拥有世界领先的半导体公司,但其核心能力是主导芯片产业链的前端,包括设计、制造设备的关键技术等,但上游资源和制造能力也依赖国外。美国在全球半导体制造市场的市占率急速下降,从 1990 年 37% 滑落至目前 12%左右。

波士顿咨询公司和美国半导体行业协会在今年4月联合发布的《在不确定的时代加强全球半导体产业链》的报告显示,若按设备制造/组装所在地统计,2019年中国大陆半导体企业销售额占比高达35%;美国则排名第二,销售额占比为19%。

世界芯片的主要制造产能集中在亚洲, 2020 年中国台湾半导体产能全球占比为 22%,其次是韩国 21%,日本和中国大陆皆为 15%。这意味着美国在芯片的制造和生产环节,也存在很大的脆弱性。这也是伴随东南亚疫情爆发导致芯片产业链产能受限,美国同样遭遇“芯片荒”的原因。

对半导体产业链脆弱性的担忧,推动美国加大对半导体产业的投资和政策扶持。今年5月美国参议院通过一项两党一致同意的芯片投资法案,批准了520亿美元的紧急拨款,用以支持美国半导体芯片的生产和研发,以提升美国国内半导体产业链的韧性和竞争力。今年2月24日,美国总统拜登签署一项行政命令,推动美国加强与日本、韩国及中国台湾等盟国/地区合作,加速建立不依赖中国大陆的半导体供应链。

除了产能问题,美国在全球半导体竞争中的另一个软肋就是对中国市场的依赖。中国是全球最大的半导体需求市场,每年中国半导体的进口额都超过3000亿美元,大多数美国半导体龙头企业至少有25%的销售额来自中国市场。可以说,中国是美国及全球主要半导体供应商的最大金主。如果失去中国这个最富活力、最具成长性的市场,那么依赖高资本投入的美国各主要芯片供应商的研发成本将难以支撑,影响其研发投入及未来竞争力。

这从另一方面说,恰是中国的优势,中国庞大的市场需求和发展空间,足以支撑芯片产业链的高强度资本投入与技术研发,并推动技术和产品迭代。

“中国芯”提速

随着中国推进《中国制造2025》,芯片制造一直是中国 科技 发展的优先事项。如今,美国在芯片供应和制造上进行霸凌式断供,使中国构建自主可控、安全高效的半导体产业链的目标更加紧迫。

客观上,半导体产业链需要各国协作,这从成本和技术进步角度,对各国都是互利共赢。但美国的断供行为改变了传统的商业与贸易逻辑。在大国竞争的背景下,对具有战略意义的半导体和芯片产业链,安全、可靠成为主导的逻辑。

中国要成为制造强国,实现在全球产业链、价值链的跃升,摆脱关键技术受制于人的困境,芯片制造这道坎儿就必须跨过。

随着越来越多的中国高 科技 企业被列入美国实体清单,迫使半导体产业链中的许多中国企业不得不“抱团取暖”,携手合作,努力寻求供应链的“本土化”。“中国芯”突围,成为中国 科技 界、产业界不得不面对的一场“新的长征”。中国半导体产业进入攻坚期,也由此迎来发展的重大战略机遇期。

在国家“十四五”规划和2035远景目标纲要中,把 科技 自立自强作为创新驱动的战略优先目标,致力打造“自主可控、安全高效”的产业链、供应链;国家将集中资金和优势 科技 力量,打好关键核心技术攻坚战,在卡脖子领域实现更多“由零到一”的突破。国家明确提出到2025年实现芯片自给率70%的目标。

2020年8月,国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》,瞄准国产芯片受制于人的短板,在投融资、人才和市场落地等方面进一步加大政策支持,助力打通和拓展企业融资渠道,加快促进集成电路全产业链联动,做大做强人才培养体系等。

全国多地制定半导体产业发展规划和扶持政策,积极打造半导体产业链。长三角地区是我国半导体产业重点聚集区,深圳市则是珠三角地区集成电路产业的龙头,京津冀及中西部地区的半导体产业也正在加快布局。

作为中国创新基地,上海市政府6月21日发布《战略性新兴产业和先导产业发展“十四五”规划》,其中集成电路产业列为第一位的发展项目,提出产业规模年均增速达到20%左右,力争在制造领域有两家企业营收进入世界前列,并在芯片设计、制造设备和材料领域培育一批上市企业。

上海市的规划中,对芯片制造也制定出具体目标和实施路径:加快研制具有国际一流水平的刻蚀机、清洗机、离子注入机、量测设备等高端产品;开展核心装备关键零部件研发;提升12英寸硅片、先进光刻胶研发和产业化能力。到2025年,基本建成具有全球影响力的集成电路产业创新高地,先进制造工艺进一步提升,芯片设计能力国际领先,核心装备和关键材料国产化水平进一步提高,基本形成自主可控的产业体系。

上海联合中科院和产业龙头企业,投资5000亿元,打造世界级芯片产业基地:东方芯港。目前东方芯港项目已引进40余家行业标杆企业,初步形成了覆盖芯片设计、特色工艺制造、新型存储、第三代半导体、封装测试以及装备、材料等环节的集成电路全产业链生态体系。

在国家政策指引和强劲市场的驱动下,国家、企业、科研机构、大学、 社会 资金等集体发力,中国芯片行业正展现出空前的发展动能和势头。

在外部倒逼和内部技术提升的共同作用下,中国芯片产业第一次迎来资金、技术、人才、设备、材料、工艺、设计、软件等各发展要素和环节的整体爆发。国产芯片也在加速试错、改造、提升,正在经历从“不可用”到“基本可用”、再到“好用”的转变。

中国终将重构全球半导体格局

中国芯片制造重大技术突破接踵而至:

中微半导体公司成功研制了5纳米等离子蚀刻机。经过三年的发展,中微公司5纳米蚀刻机的制造技术更加成熟。该设备已交付台积电投入使用。

上海微电子已经成功研发出我国首款28纳米光刻机设备,预计将在2021年交付使用,实现了光刻机技术从无到有的突破。

中芯国际成功推出N+1芯片工艺技术,依托该工艺,中芯国际芯片制程不断向新的高度突破,同时成熟的28纳米制程扩大产能。

7月29日,南大光电承担的国家 科技 重大专项“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”之光刻胶项目通过了专家组验收。

8月2日青岛芯恩公司宣布8寸晶圆投片成功,良率达90%以上,12寸晶圆厂也将于8月15日开始投片。

2017年,合肥晶合集成电路12寸晶圆制造基地建成投产,至2021年合肥集成电路企业数量已发展到近280家。

中国半导体行业集中蓄势发力,在关键技术和设备等瓶颈领域,从无到有,由易入难,积小成而大成,关键技术和工艺水平正在取得整体跃迁。

小成靠朋友,大成靠对手。某种意义上,我们应该感谢美国的遏制与封锁,逼迫我们在芯片和半导体行业加速摆脱对外部的依赖。

回望新中国 科技 发展史,凡是西方封锁和控制的领域,也是中国技术发展最快的领域:远的如两弹一星、核潜艇,近的如北斗导航系统以及登月、空间站、火星探测等航天工程。在外部压力的逼迫下,中国 科技 与研发潜能将前所未有地爆发。

实际上,中国的整体 科技 实力与美国的差距正在迅速缩小。在一些尖端领域,比如高温超导、纳米材料、超级计算机、航天技术、量子通讯、5G技术、人工智能、古生物考古、生命科学等领域已经居于世界前沿水平。

英国世界大学新闻网站8月29日刊发分析文章,梳理了中国 科技 水平的颠覆性变化:

在创新领域,中国在全球研发支出排名第二,全球创新指数在中等收入国家中排名第一,正在从创新落伍者转变为创新领导者。

人才方面,拥有庞大的高端理工人才库,中国已是知识资本的重要创造者,美中 科技 关系从高度不对称转变为在能力和实力上更加对等。

技术转让方面,中国从单纯的学习者和技术接收者,转变为技术转让的来源和跨境技术标准的塑造者。

人才回流,中国正在扭转人才流失问题,积极从世界各地招募科学和工程人才。

这些变化表明,中国 科技 整体实力已经从追赶转变为能够与国际前沿竞争,由全球 科技 中的边缘角色转变为具有重要影响力的国家之一。

中国的基础研究水平也在突飞猛进。据《日经新闻》8月10日报道,在统计2017年至2019年间全球被引用次数排名前10%的论文时,中国首次超过美国,位居榜首位置。报道还着重指出中国在人工智能领域相关论文总数占据,美国为,显示中国在人工智能领域的研究成果正在超越美国。

另有日本学者在研究2021QS世界大学排名后,发现世界排名前20的理工类大学中,中国有7所上榜,清华大学居于第一位,而美国有5所。如果进一步细分到“机械工程”、“电气与电子工程”,中国大学在排名前20中的数量更是全面碾压美国。

芯片技术反映了一个国家整体 科技 水平和综合研发实力,中国的基础研究、应用研究、人才实力具备了突破芯片核心技术的基础和能力。

正如世界光刻机龙头企业——荷兰ASML总裁温尼克今年4月接受采访时所说:美国不能无限打压中国,对中国实施出口管制,将逼迫中国寻求 科技 自主,现在不把光刻机卖给中国,估计3年后中国就会自己掌握这个技术。“一旦中国被逼急了,不出15年他们就会什么都能自己做。”

温尼克的忧虑,正在一步步变成现实。全球半导体产业正进入重大变革期,中国在芯片制造领域的发愤图强,正在改写世界半导体产业的竞争格局。

中国的市场优势加上国家政策优势、资金优势以及基础研究的深入,打破美国在芯片制造领域的技术垄断和封锁,这一天不会太遥远。

玻璃漆板半导体的应用前景是非常好的,玻璃基板半导体是一种环保材质,未来会有广泛应用的,希望这个回答可以帮助到你

超导体材料论文英文参考文献

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英文论文参考文献格式如下:

一、学术论文英文参考文献标注格式

按照现行规定,学术期刊中论文参考文献的标注采用顺序编码制,即在文内的引文处按引用文献在论文中出现的先后顺序以阿拉伯数字连续编码,序号置于方括号内。同一文献在一文中被反复引用者,用同一序号标示。

这一规定使得所列文献简洁明了,应该引起论文作者注意。英文参考文献和中文参考文献一样,按在文中出现的先后顺序与中文文献混合连续编码著录;英文文献用印刷体;英文书名、期刊名和报纸名等用斜体;所列项目及次序与中文文献相同,但文献类型可不标出;忌用中文叙述英文。其格式为:

专著、论文集、学位论文、报告主要责任者。文献题名。出版地:出版者,出版年。起止页码。示例:Day,C.,Veen, Walraven,G. Children and youth at risk and urban education. Research, policy and prac-tice. Leuven/Apeldoorn:Garant. 1997.

期刊文章:主要责任者。文献题名。刊名,年,卷(期):起止页码。示例:Driessen,G.,& Van der Grinten,M. Home language proficiency in the Netherland:The evaluation of Turkish andMoroccan bilingual programmes- A critical review, Studies in Educational Evaluation,1994, 20(3):365- 386.

论文集中的析出文献析出文献主要责任者。析出文献题名。原文献主要责任者(任选)。原文献题名。出版地:出版者,出版年。析出文献起止页码。

示例:Driessen,G.,Mulder,L.,& Jungbluth,P. Structural and cultural determinants of educational opportunities in theNetherlands. In (Ed.),Root and migration in global perspective. Jerusalem:Magnes . 104.

二、关于英文人名的标注

现行编排规范对英文人名如何标注未作明确要求,英文人名的标注较为混乱,有标注全名的,有标注时将名缩写、姓不缩写、保持原来顺序的,还有在姓、名之间加圆点的,后者是我国翻译作品中,中文书写外国人名经常采用的一种方式。

其实,标注英文人名是有章可循的,在国外学术著作的参考文献中,关于人名的标注已约定俗成为一种统一的格式,即英文参考文献标注作者姓名时,要求姓在前、名在后,姓与名之间用逗号隔开,姓的词首字母大写,其余字母不大写;名用词首大写字母表示,后加缩写符号圆点,缩写符号不可省略。由于欧美国家人的姓名排列一般是名在前、姓在后,在标注时必须加以调整。如Georg Paghet Thomson,前面两个词是名,最后一个词是姓,应标注为Thomson,G. P为什么要如此标注呢?

1. 在应用计算机等信息工具进行英文文献检索时,以英文作者姓名中的姓作为依据之一,即以姓作为检索目标之一。

2. 在欧美人姓名表达含义里,姓比名的重要性更强、更正式。用姓而不是名来代表作者,还有尊重、礼貌的意味。名缩写后加缩写符号圆点,也含有正式、尊重和礼貌的意味,缩写符号不可省略。

3. 表示与平常书写姓名的不同,体现学术论文重要性、简约性和准确性的要求,符合科研论文文体风格。这种标注在英文学术著作、科技文献中已广泛采用,也容易被广大读者、作者理解、接受。

对于复姓情况,如Jory Albores-Saavedra等,在引用标注时,应将复姓全部写出,即Albores-Saavedra, J对于姓前带有冠词或介词的情况,如带有Mac,Le,Von,Van den等,标注时不能省略,应同姓一起提到前面标注,如Mac Donald,La Fontaina,Von Eschenbach,Van den Bery等。

一个参考文献有两位或两位以上作者时,标注时除按上述要求将每位作者的姓提前书写外,作者与作者之间用逗号分开,最后一位作者前加&符号,如示例[1],也可仅保留前三位作者,之后加etc.表示。

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