海归网首页   海归宣言   导航   博客   广告位价格  
海归论坛首页 会员列表 
收 藏 夹 
论坛帮助 
登录 | 登录并检查站内短信 | 个人设置 论坛首页 |  排行榜  |  在线私聊 |  专题 | 版规 | 搜索  | RSS  | 注册 | 活动日历
主题: 第五章半导体风险投资策略(一)半导体和纳米技术
回复主题   printer-friendly view    海归论坛首页 -> 海归商务           焦点讨论 | 精华区 | 嘉宾沙龙 | 白领丽人沙龙
  阅读上一个主题 :: 阅读下一个主题
作者 第五章半导体风险投资策略(一)半导体和纳米技术   
hwarrensen
[博客]
[个人文集]




头衔: 海归少将

头衔: 海归少将
声望: 专家

加入时间: 2004/02/22
文章: 1961

海归分: 300128





文章标题: 第五章半导体风险投资策略(一)半导体和纳米技术 (2752 reads)      时间: 2004-9-18 周六, 02:16   

作者:hwarrensen海归商务 发贴, 来自【海归网】 http://www.haiguinet.com

第五章半导体风险投资策略(一)半导体和纳米技术

1. 纳米技术概况

自美国国会批准了37亿美元的 “Nano Initiative” 以来,纳米计术似乎被各国政府和工业界公认是下一轮产业革命的启机,所谓的 “Next Big Thing。” 最具说服力的证据可能还就是一个字--钱。
· 2004年,全球投入纳米技术研究开发的总经费估机是86亿美元($8.6 Billion) ,其中
-政府46美元,占54%
- 企业38亿美元,占44%
- 风险投资 (VC) 2亿美元,占2%
· 道琼指数组合的30家跨国大公司中有10家与其他共司或研究机构组成了研究开发联盟(Partnerships) 。
· 美国大跨国公司如3M, IBM, HP等将全部研究开发经费的三分之一用于纳米技术。
· 截止至2004年,全球约有1500家公司宣布了纳米技术开发计划,其中约1200家是初创公司(Start-ups) ,分布:
-美国 670家,占45%
-中国300家,占20%
- 瑞士125家,占8%
- 英国95家,占6%
(上述资料来源:Lux Research, 截止2005年2月) 。

为什么各国政府和企业(包括中国)都将眼光投向了纳米技术?关键是官产学各界普遍认为纳米技术可能带来新产业革命。今天投资纳米技术,15 - 20年后其战略和产业价值,以及投资回报(Return On Investment, ROI) 可能大得无法估量。

在跳到市场预测和估计之前,让我们先简单分析一下纳米技术的战略和经济价值:

· 自1994年以来,美国国民生产总值(GDP) 的增长的三分之一是由发明创造驱动的。
· 目前美国许多产业己进入成熟期,增长势头放缓甚至停滞
o 制药业,自1990年以来,研究开发带来的生产率增长率下降了25%。
o 化学化工业,自1965年以来,发明创造带来新产品下降了90%。
o 消费品产业,90%的发明是细节改良的小打小敲。

(上述资料来源:McKinsey, 美国商务部—US DoC) 。人们把指望放在纳米技术上,期盼它能带来信产业发明创造的启机。

市场预测和估计与其说是科学倒不如说是艺术。我在这里引用一则NanoMarkets (Sterling, VA) 对纳米碳管技术(Carbon Nanotube, CNT) 在电子工业应用的市场预测:





图一对纳米碳管技术(Carbon Nanotube, CNT) 在电子工业应用的市场预测:自目前(2005年)至2008年三年间,增长6495%。然后一直到2012年,每年都保持两位的增长率。


2. 纳米技术的市场应用

纳米技术其实本身甚至还没有统一的定义。并不是说认何牵涉到纳米尺度的技术就是纳米技术。人类早在数百年前已经应用化学和生物方法研究纳米数量级的现象。有一种比较为学界和工业界接受的定义是,纳米技术是指在100纳米的尺度对物质结构直接操作的技术。

我个人认为,我们还不如集中精力分析纳米技术的市场应用,以此来了解到底纳米技术与什么有关,以及对人类的生活方式会有那些可能的冲击。

2.1 纳米半导体技术

纳米技术和半导体之间有着天然的联系。前面我们曾提到摩尔定律的适用性问题。不管依何中看法,再过10到15年,现有的半导体设计和制造方法将达到物理极限。

半导体工业的大公司,如Intel, HP, IBM等,都把半导体产业在此之后的继续增长的希望记托在纳米技术上。而其中无论技术或市场角度都最有可能实现的是应用纳米碳管或其他纳米的 “Building Blocks” 于晶片CMOS,以此推动半导体产业的革命。

纳米碳管(Carbon Nanotube, CNT)最早由NEC的Sumio Iijima在1991年通过电子显微镜在石墨(graphite) 上观察到。那是多层管壁CNT。稍后在1993年,单层管壁CNT也通过人工合成观察到。

CNT的最显著的特点是其几何特性为基础而带来的一系列特殊机械及电子学性质。CNT的直径一般在1 ~ 3纳米范围。其长度却可达数毫米长:其长度跟直径的比例竟相差9个数量级!其直接后果是,CNT是一个一维系统,由此带来两个在半导体中特别有用的特性:

首先,由于CNT的超小直径,其电子特性由量子力学决定。换句话说,CNT量子态的变化决定CNT可以从类似于金属的导体变成半导体。通过控制CNT的量子态,人们能实现现在的场效应管(MOSFET) 的开关功能,从而设计出纳米晶体管晶片。

CNT的另一重要特性也是其一维结构的结果。在高质量的金属态CNT中,电子运动呈弹道式(ballistic) ,散射损耗小到几乎可忽略不计。因而在金属态CNT中的电流传输密度比金属导体高出两到三个数量级。一般铜导线每平方厘米允许的电流密度大概在一百万安培左右。CNT每平方厘米允许的电流密度可达十亿安培。

上述两特性导致人们产生用CNT结合CMOS技术开发下一代晶体管的构想。1998年,IBM和荷兰的Delft大学同时独立制成了世界上第一个CNT三极管装置。此后HP以及大学如斯坦福,哈佛,加大伯克利及洛城分校等都投入了纳米晶体管研究。除了CNT,人们也成功应用纳米线(硅或氧化锌制成的nanowires或nanorods) 。

纳米管还有一特殊的应用特性。由于电子在CNT中呈弹道方式运动,人们可以应用电子的自旋量子态,而不是象常规晶体管用电荷,作为开关状态。这就是所谓的 “Spintronics” 器件。

《Industrial Physicist》2004年六/七月号上有一篇题为《纳米碳管电子和光电子学》文章
Electronics and optoelectronics with carbon nanotubes, Industrial Physicist June/July 2004, p. 18
https://www.tipmagazine.com/tip/INPHFA/vol-10/iss-3/p18.html

介绍了如图二所示的纳米晶体三极管的工作原理。




图二纳米碳管晶体管


2.2其他精密纳米技术
象上述纳米晶体管是精密纳米技术的一个典型的应用例子。其特点是用纳米的 “Building Blocks,” 如纳米碳管或纳米线制备新材料,新装置,以及新系统。其管键要点是不光要制造出纳米装置,更重要的是必须将这些纳米装置准确地放置在所需的位置上。比如象上纳米晶体管,门电路的关键尺度(Critical Dimension) 都是以纳米来衡量的。

除了在电子学和半导体以外,精密纳米技术另一重要应用领域是通讯技术。纳米结构如纳米线以及所谓的“纳米点” 或“量子点” --这些纳米结构和装置有一些特殊的光电子特性,可以用来发光器件,诸如高密度发光纳米装置阵列,可调谐激光器等,以及被动装置如光开关等。

精密纳米技术另一应用领域是生物工程。精密纳米技术可用来开发下一代新的药物输送和导入,疾病诊断,以及器官/细胞工程如人造殖入装置等。此外,精密纳米技术还可用作传感器,应用于诸如气体泄漏探测,以及环境报护等方面。


3. 纳米制造技术
要实现精密纳米技术装置的经济价值,关键是要将之市场化。只有当精密纳米技术装置变成产品,再变成商品,消费者愿意花钱购买,从事精密纳米技术产品生产的公司才可能赢利。要实现这一目标,取决于人们能否开发出经济并能实现大批量生产的纳米制造技术。

最今SEMI作了一个纳米市场调研。参加调研的保括半导体,平板显示,微机械 (MEMs/Microstructures) ,储存,光电子,传感器等工业的市场领导公司。得出来的共识是在未来的一到五年左右,这些纳米产品开发就需要革命性的纳米制造技术 (Disruptive Manufacturing Technology) 。

平板显示,微机械 (MEMs/Microstructures) ,储存等工业的市场可能将新纳米制造技术逐步引入现有的生产流程,而半导体制造的重点仍是不短的缩小晶体管的尺度,也就是所谓的摩尔定律。在这过程中,纳米新材料象是纳米碳管等将会被整合到现有的硅生产流程。而要快速,成功地将纳米新材料,新工艺,新流程整合到现有的生产流程中去,关键是充分利用现有的电子学工业特别是半导体生产技术及基础设施。

下一步,在将来大约五到十年间,记忆体晶片(Memory Chips) 可能要采用三维的门电路结构(3D Gate Structures) 。纳米新材料和新技术如纳米碳管等将有可能被整合到记忆体晶片的生产流程中去。接下来将是用于微处理器的逻辑运算晶片。到那时人们可能会开发出自组合纳米薄膜 (Self-Assembled Dielectric Films) 及其他纳米材料和生产技术。

再下一步,在将来大约十到十五年间,高精密度,原子数量级精密制造和测量技术将使得人们有可能实现真正纳米前沿的装置,象是上文提到的以纳米碳管实现开关功能的纳米三极管,利用电子自旋实现开关功能的Spintronics,单电子调控装置,以及半导体电子学,光电子学,和生物医学传感器等的跨工业,跨学科大规模组合装置和产品。

所有这些纳米制造技术有一共同特点:制造出纳米装置,如纳米碳管,并将之准确地放置在所希望的位置上。因此我们有理由预期,下一代革命性纳米制造技术会在现有半导体精密制造和测量技术,诸如光刻,蚀刻,原子层沉积 (Atomic Layer Deposition, -- ALD), 电镜及光学关键尺度测量 (CD SEM & Optical CD) ,原子力显微镜,。。。等技术将会在纳米时代大显身手。

这也许是VC们寻找下一个Intel或Applied Materials或KLA-Tencor或Xlinx。。。的领域之一。


作者:hwarrensen海归商务 发贴, 来自【海归网】 http://www.haiguinet.com









相关主题
中国市场上的VC系列: 华平风险投资公司(Warburg, Pincus) 海归论坛 2003-9-22 周一, 01:50
基金系列:中国最大政府创业投资引导基金——天津滨海新区创业风险投资引导基金... 海归主坛 2008-2-13 周三, 10:17
基金系列:天津滨海新区创业风险投资引导基金管理暂行办法(转贴) 海归主坛 2008-2-13 周三, 10:05
《海归黄埔军校》课程《股权融资》第四章《风险投资》:风险投资的法律:Dra... 海归黄埔军校 2007-5-21 周一, 00:19
《海归黄埔军校》课程《股权融资》第四章《创业投资或称风险投资》:风险投资公司 海归黄埔军校 2006-9-15 周五, 00:25
《海归黄埔军校》课程《中国资本市场》第三章《一级市场,二级市场,私募和风险... 海归黄埔军校 2006-6-17 周六, 13:24
需风险投资的兄弟指导一下! 创业论坛 2005-8-03 周三, 13:04
《海归黄埔军校》课程《股权融资》第四章《风险投资》:美国合伙制与风险投资运... 海归黄埔军校 2004-7-30 周五, 07:03

返回顶端
阅读会员资料 hwarrensen离线  发送站内短信
显示文章:     
回复主题   printer-friendly view    海归论坛首页 -> 海归商务           焦点讨论 | 精华区 | 嘉宾沙龙 | 白领丽人沙龙 所有的时间均为 北京时间


 
论坛转跳:   
不能在本论坛发表新主题, 不能回复主题, 不能编辑自己的文章, 不能删除自己的文章, 不能发表投票, 您 不可以 发表活动帖子在本论坛, 不能添加附件不能下载文件, 
   热门标签 更多...
   论坛精华荟萃 更多...
   博客热门文章 更多...


海归网二次开发,based on phpbb
Copyright © 2005-2024 Haiguinet.com. All rights reserved.