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石墨烯芯片来了!比传统芯片小100倍,科学家功不可没

作者:中国科学院成都有机化学有限公司 来源:http://www.timesnano.com 日期:2021-02-25 13:56:24


 "芯片的问题,是我们一直以来的短板,去年的芯片禁令让我们突然意识到,掌握芯片技术自主性的重要,于是在这样的情况下,中国国内掀起了一股造芯片的热潮。很多国企纷纷献出自己的一份力量,以华为为首的很多国内企业在芯片半导体领域之中进行大力的投资,希望能够为中国芯片注入一剂强心剂。"
摩尔定律无限接近物理极限
在举国努力之下,中国芯片终于取得了一定的成就,中芯国际的N+1工艺已经正式量产,7纳米也已经研发出来,现在只要EUV光刻机到货,就能够完成7纳米的量产所以在蒋尚义上任之后的第一件事情就是来到荷兰与ASML去商议关于EUV光刻机的问题。


看起来中国芯似乎要迎来春天,但是我们应该警醒的是,现在世界上最先进的芯片制程工艺掌握在台积电手中,已经推进到了5纳米,而三星以及台积电这两大芯片代工巨头也正在积极攻克3纳米、以及2纳米制程。

全人类不得不面对的问题是,现在芯片的发展已经逐渐逼近摩尔定律的物理极限,这就意味着,芯片的先进制程发展将会变得非常缓慢,并且每次往前前进一步都需要付出更大的代价。即便是世界上最大的芯片代工厂,台积电在最新的5nm工艺上的提升也依旧没有能够做到极致。

摩尔定律无限接近极限,这个时候对于全人类来讲,最重要的就是寻找到一种新型的材料,去替代传统的硅基芯片。早前就已经有消息表示,中国科学家已经发现了一种新材料,在将来将会替代传统的硅基芯片,这种材料就是石墨烯晶圆。
石墨烯芯片来了
去年,中科院表示,已经研发出8英寸石墨烯单晶晶圆,中国成为当时唯一能够生产8英寸石墨烯晶圆的国家,并且也已经实现了小规模的量产。中科院研究员表示,高质量、大尺寸的石墨烯晶圆成功研制出来,成为开启微电子技术变革的重要条件。

最近又传来了好消息,苏塞克斯大学的科学团队李勇这种石墨烯材料,完成了对于这种芯片的突破。
有相关消息表示,科学团队通过在石墨烯条加入结构的扭结,打造出了业内最小的微芯片。比起传统的芯片来讲,这种芯片小了将近100倍。这对于我们来讲,是一次巨大的提升。计算机芯片尺寸的大幅度减小,其处理速度也会有明显的提升。

 

参与研究的道尔顿教授表示,在将来,电脑以及手机等等电子产品的处理速度将会提升数千倍,这给已经接近传统半导体技术带来了新的选项。再加上,这种石墨烯微芯片的优势绝对不仅仅只有这样,其在可持续性以及环保上都有着特殊的表现。

 

之所以会出现这样的情况,就是因为石墨烯微芯片是不需要添加其他的材料,只需要在结构总添加有意的扭结,在室温下就能够进行加工,对于高温环境的需求不大。结合其在室温下就能够进行加工的特点,能够节省更多的能源。

要知道,传统的硅基芯片是需要在高温下加工的,将二氧化硅同碳发生一定的化学反应,从而制造出单晶硅,在整个制造过程之中,对于环境的要求非常严格,所以说警院代工厂需要耗大量的电保持适应的生产环境。
这就是为什么台湾这样一个小岛,一年之间的用电量高达上百度的原因,其中全球最大的芯片晶圆代工厂台积电每年的耗电量就已经达到了143.6度。所以说小小的一片芯片能够支撑起一块手机、一台电脑甚至是一辆汽车的运作。


如果这种石墨烯芯片真的能够完成量产,并且实现商用,那么对于全人类来讲都是一个好消息,首先会摆脱摩尔定律的束缚,其次就是不需要再耗费那么多的能源。不管从那一方面来讲,都是利大于弊的。
可以说,此次人类能够取得这样的成就,科学家们功不可没。


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