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而碳基芯片则被认为是最理想替代硅元芯片,差距无法接受

  • 日期:2020-07-11 19:24:50
  • 来源:互联网
  • 编辑:小优
  • 阅读人数:784

目前市场上面的芯片基本都是用硅晶圆制作出来,而碳基芯片是一种未来的芯片形式,是采用碳制作的芯片,目前碳基芯片正处于在实验室摸索阶段,还不足以支持批量化生产和商业化应用。碳基芯片是非常有可能革新芯片的设计、制造等关键技术,甚至在材料、设备上也会进行革新。碳基芯片的研发还只是存在于理论层面,还有很长的路要走,不是短时间内就能完成的事情。

而碳基芯片则被认为是最理想替代硅元芯片,差距无法接受(图1)

碳基芯片目前已经研发了有20多年了,从1991年发现碳晶体管以来的20多年里,科学家们一直都在研究制备、提纯、排列碳纳米管的方法。虽然说近期北大研究团队取得了一定的研究成果,但是也只是让碳基芯片有了规模产业化的可能。

而碳基芯片则被认为是最理想替代硅元芯片,差距无法接受(图2)

事实上,一种芯片技术从可以规模化的可能,到成为可以使用的芯片,中间还会需要几年甚至是几十年的努力才会实现。这是整个产业链的工作,从材料到技术工艺,再到工种设备都得跟上。而北大研究团队表示他们下一个目标,是在2到3年内完成90纳米碳基CMOS工艺。但是这90nm工艺性能上相当于28纳米硅元芯片,和现在的5nm的硅元芯片相比还有遥远的距离。所以说要真正达到当前的硅元芯片的技术水平,需要的时间可能最少10年甚至更久的时间。

而碳基芯片则被认为是最理想替代硅元芯片,差距无法接受(图3)

碳和硅属于同族元素,具有非常相似的化学属性和物理属性,而碳基芯片则被认为是最理想替代硅元芯片。和硅相比,其运行速度提升两到三倍,能量消耗仅为硅的三分之一。此外对于芯片来说,碳基芯片更小,理论上比碳基芯片有着更大潜力。这些优势都为碳基芯片替代硅元芯片提供了有利的支撑。

本文相关词条概念解析:

芯片

指内含集成电路的硅片,体积很小,常常是计算机或其他电子设备的一部分。芯片(chip)或称微电路(microcircuit)、微芯片(microchip)、集成电路(英语:integratedcircuit,IC),在电子学中是一种把电路(主要包括半导体设备,也包括被动组件等)小型化的方式,并通常制造在半导体晶圆表面上。前述将电路制造在半导体芯片表面上的集成电路又称薄膜(thin-film)集成电路。另有一种厚膜(thick-film)混成集成电路(hybridintegratedcircuit)是由独立半导体设备和被动组件,集成到衬底或线路板所构成的小型化电路。

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