2026年4月9日,AI芯片創(chuàng)新企業(yè)星元晶算發(fā)布面向2030年的1nm芯片技術(shù)路線圖。
公司提出“以架構(gòu)代制程”的核心策略:不單純依賴光刻微縮,而是通過堆疊、光直連、二維材料層嵌入、全異質(zhì)集成等多種工程方法的組合,在現(xiàn)有工藝基礎(chǔ)上實現(xiàn)先進(jìn)異構(gòu)集成高能效算力性能。公司已在成熟制程節(jié)點上完成早期異構(gòu)集成方案的驗證與功能原型開發(fā)。
星元晶算遠(yuǎn)期目標(biāo)為2030年代實現(xiàn)年產(chǎn)10太瓦級等效算力,約為馬斯克Terafab計劃的10倍。
換道超車:不賭單一技術(shù),組合工程方法解決1nm難題
1nm節(jié)點面臨的不僅是光刻精度問題,還包括散熱、量子隧穿、材料特性、環(huán)境控制、良率、EDA工具等多重物理與工程瓶頸。沒有任何一家企業(yè)能在每個環(huán)節(jié)都實現(xiàn)自主突破。星元晶算的選擇是:以架構(gòu)代制程——不盲目追求單一工藝節(jié)點的數(shù)字縮小,而是通過多種工程方法的協(xié)同組合,在可落地的技術(shù)邊界內(nèi)實現(xiàn)先進(jìn)異構(gòu)集成高能效算力性能。
公司規(guī)劃了兩條并行的技術(shù)路徑:短期依托二維半導(dǎo)體材料的前沿成果,快速啟動工程化驗證;長期依托堆疊、光直連、二維材料層嵌入、全異質(zhì)集成等方向,以預(yù)研和內(nèi)部驗證方式穩(wěn)步推進(jìn)。兩條路線共享基礎(chǔ)研究成果,互為備份。
架構(gòu)演進(jìn):從FinFET到CFET,再到“架構(gòu)組合”的系統(tǒng)工程
先進(jìn)算力芯片的底層邏輯并非單純縮小線寬,而是持續(xù)提升單位面積的算力性能。
傳統(tǒng)硅基路線從FinFET到GAA再到CFET已是業(yè)界共識。星元晶算認(rèn)同:在1nm及以下節(jié)點,硅基材料面臨物理極限,二維半導(dǎo)體是材料方向上的必然選擇。但材料突破需要與架構(gòu)創(chuàng)新配合——公司提出的“以架構(gòu)代制程”,正是將二維材料與3D堆疊、光直連、層間嵌入、異質(zhì)集成等工程方法深度耦合,用系統(tǒng)級設(shè)計彌補(bǔ)單點工藝的不足。
基于這一判斷,星元晶算規(guī)劃了清晰的演進(jìn)路徑:近期在二維材料路線上啟動工程化驗證,探索基于亞1nm原型器件的專用芯片;中期引入MoS?、石墨烯等二維材料,結(jié)合GAA及CFET架構(gòu)開發(fā)1nm級原型器件,并同步驗證堆疊、光直連等工程方法的可行性;遠(yuǎn)期目標(biāo)是實現(xiàn)全二維半導(dǎo)體3D堆疊芯片,并完成全異質(zhì)集成方案的系統(tǒng)級閉環(huán),最終支撐10太瓦級算力的規(guī)?;渴?。
 
關(guān)鍵里程碑:分階段穩(wěn)步推進(jìn),工程方法逐項閉環(huán)
公司強(qiáng)調(diào),節(jié)點演進(jìn)的核心邏輯并非單純追求數(shù)字縮小,而是在可接受的成本與良率范圍內(nèi),通過架構(gòu)組合持續(xù)提升算力性能。公司以材料與工程方法為雙起點,分階段逐級突破。
第一階段:完成二維半導(dǎo)體材料的基礎(chǔ)工程化驗證,結(jié)合成熟工藝節(jié)點,進(jìn)行架構(gòu)原型設(shè)計,同時啟動堆疊、光直連等方向的實驗室預(yù)研。
第二階段:系統(tǒng)開展基于二維半導(dǎo)體的晶體管工藝研究,結(jié)合學(xué)術(shù)界已有公開成果,優(yōu)先完成實驗室級器件驗證,并嘗試小規(guī)模工程化流片。此階段將同步驗證層嵌入、異質(zhì)集成等工程方法的可行性。
第三階段:聯(lián)合產(chǎn)業(yè)伙伴啟動專用中試線規(guī)劃與建設(shè),目標(biāo)實現(xiàn)從二維半導(dǎo)體材料到晶圓制造的全鏈條自主可控。重點是將前期驗證的堆疊、光直連、層嵌入、全異質(zhì)集成等工程方法集成到同一套工藝平臺中,形成可重復(fù)的“架構(gòu)代制程”方案。
第四階段:基于組合工程方法的成熟方案,實現(xiàn)年產(chǎn)10太瓦級AI算力芯片。同時探索空間算力節(jié)點部署可行性——通過算法糾錯與架構(gòu)冗余設(shè)計,保障極端環(huán)境下的長期穩(wěn)定運(yùn)行。
公司表示,上述里程碑為面向2030年的長期技術(shù)布局,各階段節(jié)點均為預(yù)測性目標(biāo),實際進(jìn)度將根據(jù)技術(shù)突破動態(tài)調(diào)整,優(yōu)先選擇貼近現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)的方案進(jìn)行落地。
產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同:開放匯聚前沿學(xué)術(shù)力量,聚焦工程方法落地
先進(jìn)制程芯片的研發(fā)涉及材料、器件、封裝、架構(gòu)、軟件等多個維度,單一企業(yè)無法包攬所有環(huán)節(jié)。星元晶算的策略是:聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈伙伴,將學(xué)術(shù)界的前沿突破轉(zhuǎn)化為可工程化的技術(shù)模塊,再通過架構(gòu)組合形成系統(tǒng)級解決方案。
在二維半導(dǎo)體領(lǐng)域,公司已與多家國內(nèi)外頂尖學(xué)術(shù)團(tuán)隊建立溝通,探討聯(lián)合研發(fā)、技術(shù)許可或顧問聘任等合作模式。學(xué)術(shù)界在超短溝道器件、晶圓級材料均勻生長、柔性存算一體芯片等方面的突破,為公司提供了關(guān)鍵技術(shù)參照。同時,公司在堆疊、光直連、異質(zhì)集成等工程方向上,積極與封裝廠、設(shè)備商、EDA工具商合作,確保每一項工程方法都有明確的產(chǎn)業(yè)化落地路徑。
公司堅持全鏈條協(xié)同,聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈伙伴共建工藝研發(fā)平臺,并發(fā)起開放創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò),將合作生態(tài)延伸至EDA、IP及高校科研機(jī)構(gòu)。
長期主義:一步一個腳印,以架構(gòu)代制程夯實技術(shù)根基
星元晶算負(fù)責(zé)人指出,上述規(guī)劃為面向2030年的長期技術(shù)布局。“以架構(gòu)代制程”的策略,既避免了陷入“單點突破”的幻想,也確保了每一項工程方法都能在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上快速閉環(huán)。公司將以長期主義心態(tài),持續(xù)投入AI算力基礎(chǔ)設(shè)施的研發(fā)與生態(tài)建設(shè),不急于求成、不盲目追新,穩(wěn)步夯實技術(shù)根基。
“1nm節(jié)點面臨的挑戰(zhàn)遠(yuǎn)不止光刻機(jī)——散熱、量子隧穿、材料、良率、EDA……每個環(huán)節(jié)都是硬骨頭。”該負(fù)責(zé)人表示,“我們的策略是在努力開展技術(shù)攻堅的同時,通過系統(tǒng)級的架構(gòu)創(chuàng)新,將多種成熟與前沿技術(shù)有機(jī)組合,形成整體最優(yōu)的解決方案。目前,核心研發(fā)團(tuán)隊正加速組建,多位來自半導(dǎo)體制造、先進(jìn)封裝、芯片設(shè)計領(lǐng)域的資深專家已明確加入意向,與相關(guān)領(lǐng)域頂尖學(xué)術(shù)團(tuán)隊的合作洽談也在穩(wěn)步推進(jìn)。產(chǎn)業(yè)鏈上下游的生態(tài)力量正持續(xù)向公司匯聚。”
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