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碳基芯片诞生,超强性能比上一代提升10倍
2020-06-15 15:36:54 科技知热点
电工永利游戏网址网】讯
  作为全球先进的芯片制造商台积电,在硅基芯片的研发上已经突破到了5nm工艺,并且正在向2nm工艺进发,但2nm之后硅基芯片的工艺似乎遇到了瓶颈。当前国际与我国市场上普遍使用的都是硅基芯片,也就是利用硅晶片为原材料制造而成的芯片。这一芯片的制造是需要依赖于光刻机完成光刻这一程序的,然而如今我国另辟蹊径探索碳基芯片的研制,能够绕开光刻机这一需要长时间努力的领域,为我国芯片性能的提升开辟另一条道路,
  一、碳基芯片是否需要光刻机
  可以肯定的是,碳基芯片是不需要光刻机的,所以也不会使用光刻胶,要不然彭练矛和张志勇教授花费这么大精力去研发碳基芯片还要依赖光刻机的话,那么它的使用价值并不高,毕竟在光刻机的研发上面,我们和ASML的差距还是很大的,那么想要弯道超车就必须摆脱光刻机的控制。而且目前的硅基芯片已经发展到2nm技术,基本已经达到瓶颈,想要继续突破将会非常困难,那么研发一种全新材质的芯片成为了一个世界科技行业共同的目标。只不过,这一步,我们来得更早一些。
  二、普通芯片的制作工艺
  传统芯片的制造过程需要经过是通过抛光、光刻、蚀刻、离子注入等一系列复杂的工艺过程。也就是先用激光将电路刻在掩盖板上(相当于我们印刷的转印技术),再通过用紫光通过掩盖板将电路印在硅片上进行曝光,涂上光刻胶等刻蚀后就能在硅圆上制造出数亿的晶体管,最后进行封装测试,芯片就制作完成。而这个过程是无法离开光刻机和刻蚀机的。
  三、碳基芯片的制作工艺
  而碳基半导体芯片用到的是碳纳米管或石墨烯,碳纳米管和石墨烯的制备过程跟硅基晶体管的制备方法有着本质的差别,两者的主要原料是石墨,目前生产工艺可以通过电弧放电法、激光烧蚀法等多种方式制成。所以碳基芯片电路的加工一定不会用到光刻机。
  四、碳基芯片相比硅基芯片有哪些优势
  采用石墨烯制造工艺的碳基芯片,可以达到普通硅基芯片的10倍以上,将继续推动摩尔定律更好的发展,就算是硅基芯片工艺突破5nm达到2nm工艺,也突破不了10倍的提升。如此超快的速度得力于石墨烯和碳纳米管,在信号的传输中拥有更好的传导性能。
  碳基芯片进行的是一场芯片界的革命,将打破传统芯片的市场,重新定义什么叫智能芯片,而且在生产工艺上因为不需要使用到光刻机和光刻胶等设备,这样也让我国被这两种设备卡脖子的局面。现在我们唯一能做的就竭尽全力去推广碳基芯片的发展,这是我们芯片行业新的发展目标。
  五、弯道超车还需要多久
  无论是手机的处理器CPU,还是其他的各种微电路芯片,我国在生产工艺和制造设备中,都要落后国际水平,短时间难以超越。但是碳基半导体的成功研发,可以让我国在芯片领域中实现弯道超车,达到国际的先进水平。彭练矛教授表示:
  “碳纳米管的制造乃至商用,面临最大的问题还是决心,国家的决心。若国家拿出支持传统集成电路技术的支持力度,加上产业界全力支持,3-5年应当能有商业碳基芯片出现,10年以内碳基芯片开始进入高端、主流应用。”
  相信在不久的时间,通过各个国内厂商的适配和研发,我国的碳基芯片能重新成为世界领先,摆脱被光刻机和光刻胶卡脖子的状态。抢占碳基芯片产业的控制权。那个时候我们在国际市场上才能有足够的话语权,并且随着碳基芯片的发展,我国的智能化设备也会有明显的提高,这种提升不光是在我们的手机上和数码产品上,甚至是在军事、航空等重要领域都会迎来新的突破。
  碳基芯片的应用能力也比硅基芯片更加广。碳基芯片比硅基芯片处理数据的速度更加快,而且功耗也没有硅基芯片大,碳基芯片未来的发展前景比硅基芯片更加大。在硅基半导体的研发逐渐进入瓶颈期之后,未来全球半导体的发展方向最可能是碳基半导体技术。而我国现在抢先在碳基半导体技术领域实现了技术突破,能够大大提高我国将来在世界半导体行业中的地位跟话语权,让“中国芯”更有希望!
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