[据物理学组织网站2017年4月19日报道] 2016年，全球半导体产业全年总销售额高达3389亿美元，创历史新高。然而，就在同一年，全球半导体企业在半导体晶圆采购上投入的成本却也高达72亿美元。晶圆是制造半导体元器件的必需品，一般作为器件衬底，经一定的制造工艺可转变为晶体管、发光二极管（LED）和其它电子或光子器件。

最近，美国麻省理工学院的研究人员开发出一项新技术，有望大幅降低半导体制造企业的晶圆（尤其是非硅基衬底半导体晶圆）采购成本。该技术可利用石墨烯作为“复印机”将底层半导体晶圆衬底的复杂晶格结构转移到石墨烯上层与衬底相同的半导体材料中，研究人员称该技术为“远程外延”（Remote epitaxy）技术。研究成果已发表在4月19日的《自然》杂志上。

研究人员先是通过精准的工艺控制将单层石墨烯放置在昂贵的半导体晶圆上。然后在石墨烯上进行半导体材料的外延。由于石墨烯层的厚度很薄，因此在进行外延时，底层晶圆的晶格图案可被不受影响地“复印”到石墨烯上层的半导体材料中。此外，石墨烯十分“光滑”不易与其它材料产生粘连，因此，当底层晶圆的晶格结构被成功“复印”到石墨烯顶部的半导体层之后，研究人员可以很轻易地将半导体层剥离，留下的晶圆衬底可以重复利用。相比之下，在传统半导体器件制造过程中，由于晶圆衬底与上层半导体材料之间的键合作用很强，当晶圆的晶格结构被转移之后，几乎不可能在无损的情况下将半导体层分离。最终不得不将晶圆牺牲掉，让它成为器件的一部分。

新技术以石墨烯作为中间层，可轻松实现晶圆衬底晶格结构的“复制粘贴”和半导体层的分离过程，使同一片晶圆在器件生产过程中可被重复利用多次。不但极大节省了晶圆的采购成本，还有利于探索和研究更多具有独特性能的半导体材料。

当前，半导体行业正面临着硅基材料困境，即使我们已经发现了一些性能更为优越的半导体材料，但是由于这些材料通常都十分昂贵、价值不菲，考虑到成本的限制，很少能被制造企业直接用于大规模生产。新技术可使制造企业在选择半导体材料时的自由度变得更加宽松，不用再过多考虑成本的限制，为冲破硅基困境带来了新的希望！