第三百五十八章碳基芯片-《我真的不想當學霸》
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相對于硅基芯片,碳基芯片有著很多優勢,碳納米芯片的電子特性比硅更加吸引人,電子在碳晶體內比在硅晶體內更容易移動,因此能有更快的傳輸效率。
碳基半導體相比硅基半導體,具有成本更低、功耗更小、效率更高的優勢。
可以說,碳基半導體,在半導體行業是備受青睞,都認為碳基半導體將是日后的主流。碳基芯片,也將取代硅基芯片。
按理說,碳基芯片有那么優點,那為什么不用碳而用硅?
這說起來,就是因為路徑依賴這個非常重要的原因。硅基半導體技術含量比碳基要低很多,因此人類在幾十年前點亮半導體科技樹時,硅和鍺這兩種材料占據了半導體主流。而硅又因為容易提純和加工迅速戰勝了鍺,成為了絕對主流。因此這幾十年來半導體技術,特別是集成電路制造技術都是基于硅基產品進行的。
在這期間,整個世界已經投入了,并且還正在投入無數人力和資金進行技術提升,除非有數十倍的優勢,否則沒人會愿意。
而在這樣的情況下,雖然世界各國、主要半導體巨頭都有對碳基半導體進行研究,但是技術的突破,并沒有那么快,至今為止,碳基芯片要實現,依舊有著非常長的道路要走。
“這是......黑科技啊!”劉一辰喃喃自語,眼中露出驚駭之色。
硅基是國際主流的芯片材料,在長達半個世紀的發展歷程中,市面上所有的通用cpu、gpu等處理器都是以硅作為核心材料。
硅基芯片上的晶體管數目每隔18~24個月就會增加一倍,性能也會翻一倍。
這就是著名的摩爾定律。
但是硅基芯片,是有天花板的,那就是3nm!
按照現有的理論以及技術而言,如果芯片達到2nm工藝水準,就會遇到技術【】瓶頸。受到材料、器件和量子物理的限制,就會出現量子隧穿導致的漏電效應和短溝道效應等問題。
也就是說,不管半導體愿不愿意,都不得不承認,選擇新的芯片材料是必然的,早則十年,晚則二十年,必須選擇新的芯片材料,不然的話半導體行業就會停滯不前。
在ieee國際半導體會議上,經過專家組的一致確認,石墨烯將成為下一個半導體時代的材料。通過石墨烯材料,可以突破至2nm,甚至在遙遠的未來,人類憑借石墨烯制造而成的碳基芯片,有可能觸及1nm芯片制程,甚至于低于1nm。
石墨烯,自從它被人類發現以后,它就備受起來。根據現有的關于石墨烯的研究成果,石墨烯的厚度只有0.335nm,相當于一根頭發的20萬分之一,但它卻比鋼鐵還硬上200倍,并且,石墨烯的導電性比硅強100倍,導熱性比銅強10倍。
就是這般獨特的優異性能,使得它被寄予厚望。
甚至于科學家已經研究說,用石墨烯做成碳基芯片的話,那它的性能將會是硅基芯片的10倍,但功耗卻能降到四分之一,也就是說只要用28nm的光刻機,就能獲得全球最先進eyv光刻機的效果。
這是因為如此,一直渴望突破光刻機的限制以及芯片半導體的困境,華夏在石墨烯、碳基芯片的研究,是投入了大量的研發資金,也讓華夏在石墨烯、碳基芯片上的研究處于世界第一梯隊。
但是,石墨烯卻面臨著巨大的困境。
從2004年石墨烯發展到現在,石墨烯行業已經走過了10念頭,但是目前石墨烯行業正處于由萌芽期到成長期過渡的關鍵階段,處于產業化突破的前夕。而誰不知道,需要用10年、20年還是30年、50年,才能使得石墨烯產業化。
如果石墨烯還是像現在1g價格5000元,那根本就不可能進行大規模應用。
而哪怕在可以預見的時間里,未來10年里石墨烯的價格會不斷走跌,甚至達到1g價格300元,但是卻也無法大規模應用。
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