石墨

碳基芯片看到了曙光

发布时间:2023/9/14 16:33:17   
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最近,华为向全球公布了石墨烯场效应晶体管专利根据提供的相关专利申请简介显示,华为申请的专利涉及到半导体相关领域。

众所周知,华为公司受到美国的无力打击已经两年之久,华为芯片在全球市场上的供应链体系直接遭到了封锁海思麒麟芯片,不仅无法得到代工也无法从高通,联发科等芯片企业中直接购买芯片芯片,对于一个科技企业的重要性不用多说,这几年把握一直在寻找解决芯片危机的办法,随着孤军奋战,但也不是没有希望。

华为最新公布的石墨烯场效应晶体管专利能够对芯片部件和器件的输出电阻进行有效的提升,从而实现射频性能的最大化,对于国产芯片来说是一个新的开始,实际上,华为很早就展开了对石墨烯材料的研发,此前传出华为将推出石墨烯电池的消息,只不过在石墨烯电池之前却先迎来了石墨烯芯片从华为遭到打压后。

智能手机销量一度从世界第一跌到世界第五占全球市场从超过20%跌到仅有8%芯片封锁是华为势必要解决的头号问题,目前我国最先进的光刻机是上海威星电子的28纳米的uv光可及对于华为来说显然是不够的,华为设计的高端芯片,一直都使用七纳米以下的工艺,那为何我国不造光刻机,任正非去年在高校会谈上说过光科技卡脖子根本不是什么问题,相关技术在一些公开文献上就有不是不能造,所以并不是我们不能造是别人的专利,我们不能用于是在研发传统芯片的同时,华为必须积极寻找新的方向,开辟新的出路。

目前清华和华为都将目光放到了石墨烯晶体管相比于硅基芯片谈及芯片拥有高硬度高导电性和导热性等性能优势,尽管厚度是头发的20万分之一,但是强度是头发的倍以上是迄今为止导热导电性能最好强度最。应用最轻便的材料性能要比以往的芯片提升超过十倍,可以使数据更加高速低功耗的传输构成现代电子信息技术中,集成电路芯片的器件单元几乎都是硅基场效应晶体管组成面临的最大的瓶颈就是速度和散热芯片速度越快,发热量就越大,耗能就越多,想要解决这些问题,只能不断提高芯片制程的工艺来缩短电子传输的距离在芯片制造上台积电和三星几乎达到了摩尔定律的极限到了三纳米以后技术就很难再有突破了显然传统芯片已经发展到最后的阶段轨迹芯片的物理极限就在眼前,如果继续在传统赛道追赶其实意义不大,更何况这一赛道还面临封锁我国不断在探索新的芯片材料儿显然石墨烯符合条件石墨烯与传统芯片不同的是传统工艺在传输距离上不断缩短,而石墨烯是不断提高电子的传输速度。

年,美国国防部就在研究使用90纳米规格的碳基芯片达到了和七纳米硅基芯片相同的性能,此外,被人们称为飞机的石墨烯是迄今为止已知的导热系数最高的物质,在散热方面,通过提高碳纳米管的质量完美的弥补了碳基芯片发热量过多的问题,资料显示,用碳纳米做晶体管电子迁移率可以达到硅晶体管的倍门延迟大幅度降低,实现了更低的工作电压下更高频的运算,其次,由于碳纳米管中电子的自由城特别长电子活动更加自由不容易摩擦生热,因此碳晶体管在实际运行时功耗极低工作运行速度是硅晶体管的五至十倍功耗方面,却是硅晶体管的1/10,用碳材料取代目前的鬼材料用来制造芯片是芯片领域最有可能弯道超车的赛道去年10月中科院就宣布成功研发八英寸石墨烯单晶晶圆,并且已经形成稳定的小批量生产,目前我国石墨烯晶圆技术,无论是在产品的。

还是质量方面都处于国际领先水平,然而谈及芯片半导体材料的研制,这是芯片设计的其中关键环节,在技术上有所突破后还需要想办法提高产量能否投入产量是此后能否商业化的重要前提,产量不足,价格就无法降下来就无法真正投入到市场想要大规模生产,首先需要大批量的配套生产设备形成相关产业链这个时间至少三年当今全球最大的半导体工厂仍然坚持在硅基芯片技术上,英特尔台积电三星正在全力以赴研发五纳米以及三纳米技术,这意味着未来至少五年石墨烯芯片的生产不会在这几个工厂中诞生,在这个领域很有可能会出现新兴工厂引领目前来看,最适合的环境就是中国了,有专家分析,如果将石墨烯晶体管投放到市场中将会推动我国半导体行业的发展,如今我国石墨烯晶圆的年产值达到了吨左右,相比于传统芯片的原材料石墨烯的价格要更。他的连这意味着芯片的成本也得到了一定程度的控制,年5月学术期刊科学发布重大成果,北大团队通过独创的工艺制造出了纯度高达99.%的碳纳米管阵列,对于半导体来说是颠覆性的突破,北大彭练矛院士表示,在处理大数据时相比,国外的轨迹芯片我国的碳基芯片速度更快,功耗更低,节约了至少三成的工号,由于碳纳米管芯片在功耗和性能上的显著优势可以应用的场景十分广阔,可以跨领域带动传统市场或者是手机等电子消费产品,卫星导航即将监测人工智能5G基站医疗器械,甚至还有国防科技和外太空看纳米馆凭借完美的结构,超薄的导电通道极高的载流子迁移率和稳定性,未来极有可能取代传统硅基芯片,从华为公布的石墨烯专利已经可以看出华为芯片未来的发展方向则项专利的公开让我国成功力。处于世界领先地位,赢得了追赶新技术的时间实现技术超越对于打破美国对半导体行业的垄断以及推动我国半导体行业发展都有着进步的意义。



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