有沒有可能用3D列印列印出計算機晶元？

01-14

現在的晶元都是用光刻刻的，還是二維結構，要是可以3D列印晶元了，那豈不是可以把電路做成三維的了，少了很多限制，會更小更快吧？

目前看來不可能。3D列印未來受到的限制應該不是尺寸，而是材料。有理由相信可列印的尺寸會越來越小，到達nm量級也是遲早的事，但是能不能列印單晶硅，列印銅導線，列印摻雜硅，還是不同地方摻雜濃度和摻雜元素不一樣的硅，這些估計很難。要知道，半導體工藝幾乎用到了整個元素周期表的元素，採用列印技術，要求印表機必須能夠熔化所有這些材料，還要精確控制配比，防止材料污染。有那水平，早就不用硅做集成電路了。而且我很想知道能夠熔化幾乎所有材料的印表機本身是什麼材料做出來的。我覺得這個牛逼的印表機本身的技術水準，已經遠遠高於了目前所有的集成電路工藝所具有的技術含量，絕對是屬於下一個時代的科技，跟集成電路不在一個次元。

目前集成電路工藝手段是很多的，你只知道光刻，還有化學腐蝕，氧化，等離子刻蝕，離子注入，退火，濺射等各種物理的化學的工藝。想用物理列印這一招來代替所有這些手段幾乎不可能。

很好的想法。

理論上可以，但是會有許多限制。

我能想到的具體實現方法是用2 photon SLA列印模具，再注入金屬，再切割表面金屬，最後溶解磨具。通過設計精確的工藝步驟，理論上可以通過多次列印進行疊加不同的材料。

水平解析度~500 nm，垂直解析度1000-2000 nm (理論上可以通過逆向列印，限制對焦來提高)。這應該接近3D列印解析度的極限

雖然解析度降低了，但是沒有了層數限制，原來不可能的設計也能變得可能。

除了可以進行電路晶元功能設計，還可以融入機械光學等其他設計。

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當然，精度上的要求非常苛刻，容錯率非常低，對環境噪音要求極高。

此外，對於聚合材料，估計需要開發新的resin，需要在nano scale容易清除的低粘性resin。同時，cured resin需在微觀環境中穩定存在。

對於注入材料，要開發能適用如注入手段的半導體材料（思路有注入非半導體材料，在進行變性處理）。

同時，要考慮高效的金屬注入手段，（例如改良sputter coating）。

時間需求是非常高的，3D列印通病。特別是對於複合材料，每層除了列印的時間，還有其他工藝進行的時間。初期完全列印一層（1 um）可能需要按天算的時間。

此外，整體電路的設計，將是一個新的領域。因為設計密度的限制，以及電路連接性限制，都和已往徹底不同。

實現這些，需要若干材料實驗室，物理實驗室，若干EECS實驗室，數學家，機械實驗室，化工實驗室。起碼需要一個一流大學全校的科研實力的總和。

資金需求我就不想了，具體不好說，反正需要一個國家無底線發錢，相關項目經費報多少發多少。

並且現在開始搞，可能需要n x 10年的單位才能實現。

當然，搞出來就是一個新領域。

不過，結果也不一定會令人滿意。

大概就是這樣。

您如果了解一些晶元製作流程，就不會有此一問

事實上，幾十年來，晶元就是被列印出來的，這裡的「列印」二字都不算比喻，從字面意義理解即可

光刻機就是印表機。

問3D列印能否列印出晶元，就好像問3D列印能否列印出紙質文獻。

首先就算是現在光刻的二位結構也是可以做到10層導線的，每一層都是一個二維平面，但是可以和上下層用via相連。所以現代集成電路其實已經是2.5D了。唯一的問題就是mosfet作為底層只能有一層，恐怕這是題主想表達的意思。其實現在已經有了3d的晶元，但是因為層層疊疊，所以每一層之間會互相干擾，設計難度還是很大的。至於為什麼不能列印，我想說用光是因為光的波長可以很短，即便如此前幾年光刻也遇到了波長極限的問題。所以不用光真的不知道用什麼好?

最近做的晶元有幾億門，你給我列印一下

我們現在在嘗試打一個電阻，我們導師想做憶阻器。

不可能，也沒有必要。因為3D列印只能列印物體結構（實體結構），不能列印物體的功能，如3D可以列印「二極體"，但是不可能有PN結功能。

硬體描述語言(數電專家編譯器)，光刻機（鏡頭），掩膜（激光），蝕刻（化學物理）等等

簡單講注入隔離，小CD材料不好搞

電路本來就是三維的，不然你以為finfet的fin是趴著的嗎？

現在可能最重要的是列印印刷電路吧，參照https://reprappro.com/2015/02/09/conducting-filament/

我認為近年是不能的，不說精度，就是材料上也是列印不出來的。

機器人造機器人，這樣的話，機器人不就可以自我複製繁殖了。。。

哇咔咔卡，這麼一想未來真的好nb。

計算機晶元本來就是用3D列印的類似原理製作成的

光刻在一定程度上也是三維加工啊，但晶元不做成立方體主要不是因為散熱扛不住嗎？不過最近DARPA出了個黑科技，直接在晶元里蝕刻出水道，接倆根管子通上去離子水就能散熱，題主想像中的三維晶元應該不遠了，不過還是靠普通晶元堆疊。

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