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第三百七十三章碳基芯片問世

    測試廣告1說實在的,哪怕是到了今日,秦元清扶持華芯科技,可是在涉及集成電路高端製造領域,華夏與西方國家依舊有著不小的差距。讀字閣 m.duzige.com

    別的不說,單單阿斯麥公司的極紫外光刻機(euv),匯聚了所有西方國家最頂尖的製造技術,堪稱人類有史以來最緊密的工業品。

    與航空發動機一起,成為工業製造皇冠上的一顆明珠。

    秦元清也有完整的極紫外光刻機製造技術,但是他沒有兌換,因為實際上現在不怎麼需要,光光7納米、5納米製程工藝,就需要華芯科技好好吸收一陣子了。

    秦元清也不得不承認,在矽基集成電路時代,西方國家有著巨大的先發優勢,華夏很難在這一領域與西方國家展開競爭。在軍事應用上還好,放著技術專利管不到軍事設備,但是在民用方面,就會受到專利的約束。

    這麼多年下來,西方國家那些企業可是充分詮釋了什麼叫作『專利流氓』,專利壁壘不是開玩笑的。

    這也是為什麼,華夏率先掌握5g技術,然後世界就轟動了,實在是3g時代的紅利還沒有吃完,4g時代的紅利才剛剛開始吃,都還沒有吃飽,結果你華威掌握5g技術,這不是砸人家飯碗麼。

    更可惡的是,5g技術一突破,華夏已經在建設5g基站,這速度實在是太快了。

    所以才鬧得沸沸揚揚。

    秦元清承認,矽基晶片製程上的差距,讓華夏很難在短時間內追上西方發達國家,哪怕追上了也稱不上彎道超車。但矽基領域沒辦法彎道超車,並不意味著沒有另闢蹊徑的辦法。

    碳納米管被科學家們寄予了厚望!


    這與其本身的特性息息相關。首先,碳納米管晶片身量雖小,但節能增效能力卻更加強大,碳納米管是由單層碳原子捲成管狀的碳材料,導電性能極好,而且碳元素在地球上的儲量十分豐富。

    碳納米管的直徑可以根據工藝的不同製成幾納米到幾十納米長;管壁厚度更小,根據壁層碳原子數量不同,碳納米管可以分為單壁碳納米管和多壁碳納米管;在同樣集成度的情況下,碳納米管晶片比矽元器件體積更小。

    同時,碳納米管的韌性極高,可以承受彎曲、拉伸等應力,電信號傳輸過程的延遲很短,所以,從材料物理屬性上看,碳納米管具有替代矽晶片的潛力。

    其次,碳材料具有多種同素異形體,除了碳納米管以外,還有人們熟知的金剛石、石墨、富勒烯、活性炭等等。

    其導電性質強烈地依賴於結構,可以由絕緣體轉變為半導體、由半導體變為導體。而且,它的導電方式和原理與傳統的電晶體不一樣,有更強的傳導能力。

    另外,現有的電晶體在導電過程中無可避免地會產生漏電流,漏電會導致發熱,而碳納米管可以避免這一問題,故而能效相對較高。

    從理論上講,碳納米管晶片的能量利用率有望超過現有晶片的能效比(60至70)。

    發熱問題的解決也給晶片的散熱降低了壓力,矽電晶體的功耗很大,在小小的晶片空間內,發熱極其嚴重,為了不使晶片過熱無法工作,還需要分配部分的功耗用於晶片的散熱,這使得矽電晶體功耗增大。

    而碳納米管晶片本身產熱就少,加上碳納米管本身的熱導率很高,有效地減少了用於散熱的能耗,所以碳納米管的能效會遠遠高於以矽為材料的電晶體。

    世界範圍內,最早實現碳納米管器件製備的是ib,其在2014年成功製備出碳納米管20n柵長器件,不過,該器件性能比預期差很多。

    近年來,也有國外的各類實驗室號稱製備出1n柵長的碳納米管器件,但更多的只是噱頭,實際使用性能很差。

    秦元清選中了碳基晶片這個方向後,開始帶領碳納米管器件的研究,然後一大批研究人員就體會到,有大佬親自帶路的便捷性和速度,研發快得一塌糊塗,一遇到瓶頸和難點,就有秦元清親自上馬解決,短短時間內就完成超高純度電子級碳納米管量產製備,隨後團隊便開始在高性能碳納米管(os互補金屬氧化物半導體)電晶體的無摻雜製備、電晶體的極性控制方面進行深入研究。



  
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