半导体短缺有解？欧盟2D-EPL计划开始运作

从汽车系统和空调到尖端医疗系统的雷射治疗，随处可见到半导体的踪迹。全球半导体短缺影响了全球高科技产品的制造，专家预测可能要持续到2023年底才能缓解，除非出现替代方案。

据Printed Electronics World报导，导致半导体短缺的因素包括：存储器芯片价格下滑和需求低迷使三星和美光科技等主要厂商减少产量，连接5G和AI等新技术的装置对芯片的需求打乱了全球的出货。随之而来的疫情与恶劣天候干扰了货物的运输，同时居家办公兴起，大幅增加了对新移动设备、PC和数据中心升级的需求。

矽是半导体元件的主要材料，但随着新物联网(IoT)、AI、机器人、自驾车、5G和6G手机对提升速度、降低延迟和光侦测的需求愈来愈高，矽材料已接近其效能极限。专家认为，由单层碳原子组成的石墨烯，其电气、机械和热属性可能比矽元件更优异。

为了利用这些可能性，欧盟加码2,000万欧元资助Graphene Flagship研究计划设立2D-EPL实验性试点生产线计划，是第一个将石墨烯和层状材料整合到半导体平台的石墨烯晶圆代工厂。

2D-EPL的目的是建立一个欧洲生态系统，将石墨烯和其他2D材料整合到矽电子元件的生产中，例如生产多用途的石墨烯晶圆(MPW)，以导入光子、电子和传感器模块相关的各种应用和领域，进行大规模生产。

石墨烯晶圆的直径为200公厘，由多晶化学气相沉积(CVD)石墨烯制成，结合了多个2D-EDL合作夥伴的现有技术，包括纳米技术专家AMO、芬兰VTT技术研究中心、纳米电子和数码科技研发组织imec、以及领先的石墨烯产品制造商和供应商Graphenea。

2D-EDL将为不同的应用和领域生产不同版本的石墨烯晶圆。其中AMO负责两种生产运作，一是矽上带有下闸极石墨烯传感器的版本，主要用于生技和气体应用、化学、霍尔传感器和光电探测器。另一项是开发用于电子和传感器的下闸极与上闸极结构的石墨烯版本。

VTT也将负责两种生产运作，一是具有钝化和通道开放特徵的下闸极和液体闸极石墨烯传感器，用于传感器和电子产品。另一项则是探索CMOS上的石墨烯元件，用于传感器和成像器。

imec将开发用于电子产品的过渡金属二硫化物(TMDC) MPW元件。AMO、imec和VTT将针对不同应用对定制MPW技术的需求，提供专门的制造服务。

2D-EDL也成立工业谘询委员会(IAB)将MPW技术推向市场，成员来自欧洲的关键技术代表、整合元件制造商、半导体晶圆代工厂和石墨烯产业的中小型企业(SME)，如芬兰跨国电信大厂诺基亚(Nokia)、传感解决方案设计与制造商ams AG以及德国半导体制造商Infineon Technologies AG。

责任编辑：陈至娴