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碳基芯片能否研制成功?中国芯片能否凭此实现弯道超车?

2020/9/17 1:58:46 来源:原创 浏览:

芯片是在电子学中是一种将电路(主要包括半导体设备,也包括被动组件等)小型化的方式,并时常制造在半导体晶圆表面上。广泛应用于计算机、手机、通讯设备、智能汽车等。

目前市场上的芯片主要为硅基芯片,即晶圆的材料是高纯度硅,这类芯片的技术、制造装备、工艺等大都掌握在欧美手中, 我国的芯片产业处于被动卡脖子状态,中兴和华为事件后,所有人都看到了自主芯片对于我国的重要性。

2017年北京大学电子系教授兼中科院院士彭练矛团队成了碳纳米管,首次在实验上显示出碳纳米管器件和集成电路较传统技术的性能优势,2020年5月碳基芯片研究工作取得重大进展,并在国际顶级科学期刊《科学》上发表了成果。

如果把芯片比喻成房子,那么晶体管就是盖房子的砖瓦,传统硅基芯片技术受制于摩尔定律,其技术发展已经到了瓶颈,而可以完美替代硅基芯片的材料就是碳纳米管。

北大彭练矛团队研发的5nm的碳纳米管,综合性能10倍领先于同时期性能最优的硅基晶体管;其工作速度3倍于英特尔最先进的14nm商用硅材料晶体管,能耗只有硅晶体管四分之一。

碳纳米管的成本低,而且尺寸小,只有1-3nm,更适合做小尺寸芯片,且强度高于钢铁,并具有弹性,可以做折叠芯片,也可以制作透明芯片等。

碳基芯片也有他的不足之处:首先制作工艺落后硅基芯片,制程上远不如硅基芯片,制作工艺难度更大,碳纳米管需要提纯到99.9999%才可以制作芯片,而目前试剂公司只能提纯到99.99%。

其次碳基芯片组装难度同样不亚于硅基芯片,硅基芯片组装就像雕刻塑像,而碳基芯片就像是在光盘上均匀的贴瓷砖,而瓷砖小到显微镜都看不到。

最后碳基芯片的制作仍然离不开光刻机,因为增加电极时需要光刻机,后续一些制作工艺也需要光刻机。

那么是不是碳基芯片我们同样没办法制作呢?当然不会!

碳纳米管提纯需要材料和化工的顶级人才,这要比集成电路的顶级人才要好找,而组装芯片的难题已经被北大教授彭练予团队攻克,最后光刻机目前碳基芯片的制作只需要普通的光刻机即可制造。

我国碳基芯片的科研技术已经走在了世界前列,现在急需要和相关企业合作进行工业化的量产,同时抓紧时间攻克相关制造设备,否则碳基芯片只能停留在实验室了。

看看网友怎么说

神仙4680:国产芯片,领先全球。为华争光,华为最牛!

科技铭程:欢迎大家留言、评论、指导

用户8335286223206:如果14nm碳芯片等于,大于3nm硅芯片,我们的芯片问题不是解决了吗?

用户8721817962450:中国的晶体管跟美国同时起步,最后却放弃了,悲哉

用户861471853070:组装难度才是最难的吧。别在实验室忙活一天,不小心放个P组装全毁了[呲牙]

天籁之音36906144:是不是可以理解为和量子技术一样,只能说理论上处于领先,转化成实用技术还需要时间?

小戈179509505:制程,设计,都需要机械,和操作软件

用户8446475370229:希望我们的精英们踏踏实实做好自己的事,也希望行管部门多动智慧组合好各环节给这些精英们提粮食支持,拧成一股绳打好每一仗团结奋斗才有自己的天地。

梦想成真132901604:希望科研人员加大努力,为祖国民族争光!期待量产好消息[赞][赞][赞]!。

手机用户100198902017:?有技术不等于能量产,加油。

卿卿叶子:科技之光,弯道超车。早日实现一流高端芯片国产化,让科技翅膀为民族复兴添砖加瓦[祈祷][祈祷][祈祷]

用户50019579070:加油中国的科学家

手机用户70934448527:蕊片技术,我们并不差。现在的问题是,有这个技术了谁来造?我们缺乏的是加工厂!!!!

夜月羽灵:要真可以量产,那国内手机都可以用上统一的芯片,只剩抢首发了,价格应该会低不少,至少没有了中间商

知哫常樂1:说一大堆现在能生产吗?这突破那突破 真要去的进展会像现在卡脖子?

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