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一项芯片技术取得进展,或打破现有工艺束缚,能否弯道超车?

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摩尔定律已接近极限

现有的芯片技术都是采用硅作为基础材料,在一堆沙子中提取99.999%纯度的硅,再把这些硅制作成8英寸,或者12英寸的晶圆。

利用制作好的晶圆放入芯片制造设备中加工,经过光刻胶涂抹晶圆硅片,然后蚀刻、光刻、封装、测试等几十,上百道工序才制造出一颗指甲盖大小的芯片。而这一切的源头都可以追溯到硅这种基础材料上。

人类用硅制造芯片已经有几十年的历史了,从未用过第二种材料去制造芯片。就算有人尝试,也无法形成大规模量产。而且想要放弃现有的硅制造芯片技术,实在太难了。重新挖掘芯片材料,研发芯片制造技术,对整个产业链都是一次洗牌。

到时候难保新材料技术能不能适应现有的设备工艺,要是用不了,说不准还要花几十年去重新探索。不过换个角度想,这未必不失为一个选择,因为摩尔定律已经接近极限。

传统的硅基芯片从90nm到5nm,一次次迎来突破。似乎摩尔定律没有极限,每隔18个月到24个月集成电路可容纳晶体管数量就会增长一倍。可随着制程工艺的放缓,人类很难打破物理极限,这时候新材料,新技术的研发就显得有十足的必要了。

新的芯片技术

中国是全球最大的芯片消费国,但同时也有不少自主的半导体产业链核心力量。科研人员已经在一项芯片技术上取得突破,区别于传统的硅材料硅技术,采用了另一种碳纳米管。

用碳纳米管制成碳基芯片,有可能在同等工艺制程的情况下,取得比硅基芯片优于十倍的性能效果。而且据北京大学碳基电子学研究中心主任彭练矛表示,15年后碳芯片技术有望成为主流芯片的技术。

彭练矛在接受一次媒体采访时说到,面对硅基芯片技术所遇到的困境,将具有优异性能的碳纳米管材料作为后摩尔时代的芯片技术,是全球无数科研工作者的梦想。

自从展开碳纳米管材料的研究中,彭练矛就取得多项进步,比如研发出了N型碳管晶体管,率先取得行业进步。最关键的是,或打破现有工艺束缚。摩尔定律到达极限后,只有探索新的材料和技术,才能将科技发展下去。

而新的芯片技术就是碳纳米管制成的碳基芯片,科研人员取得的进展也说明了这项芯片技术的可行性。

能否弯道超车?

碳基集成电路应用领域十分广泛,包括医疗、可穿戴设备、物联网等等,既然验证了碳基芯片的可行性,那么也自然有希望用在手机设备上,取代传统的硅基芯片。所以能否实现弯道超车呢?其实是有可能的。

尽管有些人不愿意承认摩尔定律日薄西山的事实,但想要发展更遥远的时代与未来,就必须做出改变。现在看似领先的5nm制程,可能到十年后就是落后技术。就好比十年大家都认为诺基亚,大后座电脑,电视很先进了,但是放到现在看,早已经被淘汰。

不仅有了先进的智能手机,还有了透明电视。如果那时候不做出改变,去发展新技术的话,又怎么会有如今的一切呢?

大家可能还在用2G,3G网络,还在用诺基亚,甚至会觉得世界就只有眼前那么大。

总结

科技进步的真谛在于创新,在于探索。如果硅基芯片成为落后技术的话,那碳基芯片一定是替代品。摩尔定律无法打破物理上的极限,芯片是人造的,不是神造的。

科技不是科幻,要尊重自然界的规则,一旦芯片发展到5nm或者3nm无法更进一步的话,就要布局新技术了。而此时我国已经有了进展,率先布局,才能取得更大的主动权。

对碳基芯片你有什么看法呢?

了解我,了解更多科技领域资讯。

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20210209A08UHJ00?refer=cp_1026
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