芯片|芯片巨变!上海突传大消息!石墨烯晶圆终于来了!

芯片|芯片巨变!上海突传大消息!石墨烯晶圆终于来了!
文章图片

芯片|芯片巨变!上海突传大消息!石墨烯晶圆终于来了!
文章图片

芯片|芯片巨变!上海突传大消息!石墨烯晶圆终于来了!
文章图片

芯片|芯片巨变!上海突传大消息!石墨烯晶圆终于来了!
文章图片

芯片|芯片巨变!上海突传大消息!石墨烯晶圆终于来了!
文章图片

芯片|芯片巨变!上海突传大消息!石墨烯晶圆终于来了!
文章图片

芯片|芯片巨变!上海突传大消息!石墨烯晶圆终于来了!
文章图片


另辟蹊径!
于无声处听惊雷!
刚刚 , 上海传来大消息:国产8英寸石墨烯晶圆 , 终于实现小批量生产!
在上海举行的国际石墨烯创新大会上 , 这一国产8英寸石墨烯晶圆的亮相 , 引起了业界一片欢腾 。


是啊 , 十年磨一剑 , 这一石墨烯晶圆来得太不容易 。
10年间 , 从生长出单层 , 到单晶 , 再到原子级平整的大面积晶圆 , 上海科学家终于让石墨烯从用胶带剥离出几微米的样品 , 升级为可以规模化生产的8英寸晶圆 , 并实现了稳定的小批量生产 。
柳暗花明 , 一石激起千层浪!
国产石墨烯晶圆的横空出世 , 说明中国在这一最尖端科技上 , 到达了领跑的位置 , 也为中国芯片突破西方封锁、自主创新 , 开辟一条崭新的道路 。
科技就是第一生产力!在打破芯片等“卡脖子”遏制的竞跑中 , 中国奋力直道超车 , 正在杀出了一条生路!!

1、有人或许要问:现在不都是硅基晶圆吗 , 石墨烯晶圆是啥东东?
这么说吧 , 如果把芯片比作一栋房子 , 晶体管就是建房的砖头 , 一栋栋的房子就构成了我们的信息社会 。
说白了 , 晶体管越多 , 芯片的运算速度也就越快 。
如果说 , 以前制造晶体管这块“砖头”的材料 , 都是用沙子、也就是硅做的 , 大家称之为硅晶圆;那么 , 石墨烯晶圆 , 就是用石墨烯为材料 , 来做的晶体管 , 进而在这个基础上 , 生产芯片 。


那么 , 为什么好好的硅晶体管不用 , 要跑去研究硅晶体管呢?
原因就在于 , 受到摩尔定律的限制 , 目前硅材料芯片的极限制程差不多是在2nm到1.5nm , 再往小做就搞不定了 。
为什么搞不定?
说到底 , 是因为硅的一些特性限制 , 如果晶体管太小 , 出故障的概率就会急剧升高 , 把芯片里面上百亿个晶体管协调起来一起工作就非常困难 。
那怎么解决这个问题呢?
一个办法 , 就是用碳来替代硅 , 做晶体管 。
2、有人肯定又要问了:为什么要用碳元素呢?
其实啊 , 这跟碳元素本身很多优质的特性有关:碳晶体管跟硅相比 , 功耗更小 , 效率更高 。
【芯片|芯片巨变!上海突传大消息!石墨烯晶圆终于来了!】

比如 , 用碳纳米管做的晶体管 , 它的电子迁移率可以是硅的1000倍 , 通俗来说就是碳材料里面电子的群众基础更好 。
再比如 , 碳纳米管里面的电子自由程特别长 , 通俗的理解就是电子的活动更自由 , 不容易摩擦发热 。
由于这些底层的优点 , 用碳来做晶体管 , 甚至不用像硅晶体管那么小 , 就可以取得同等水平的性能 。
从目前已掌握的技术来看 , 一旦成熟 , 碳基芯片将有望把集成电路技术推进到3纳米节点以下 , 性能将超越硅基芯片10倍以上 。

除了碳晶体管功耗更小、效率更高 , 对中国来说 , 研发碳晶体管 , 还有一个格外的好处!
那就是:整个芯片生产技术 , 等于来了一次推倒重建 , 大家都回到起跑线上 , 甚至以前最卡咱们脖子的光刻机 , 也可以被绕过去 , 至少要求大大降低了 。
要知道 , 半导体行业是人类工业史上的奇葩 , 用沙子生产的硅晶体管 , 每18个月内部晶体管的数量就翻一番 , 老美发展了快70年 , 芯片技术上 , 要完全实现去美化 , 这的确很不容易 。
不过有了碳基芯片就不一样了 , 这是一次技术质变 , 不论之前的差距有多大 , 一切从头开始 , 堪称地覆天翻慨而慷 。
新的芯片原材料呼唤新的工艺 , 原有的研发设备可能会大打折扣 。 中国现在掌握的最新研发优势 , 就显现出来了:
1、中国的碳基半导体研究 , 在全世界都是处在领先水平的 。
比如 , 北大的彭练矛团队 , 就从2000年起 , 开始探究用碳纳米管材料制备集成电路的方法 , 一路披荆斩棘 , 取得了很大成果 。
2017年1月 , 彭练矛率团队研制出了高性能5纳米碳纳米管 , 这是世界上迄今最小的高性能晶体管 , 综合性能比目前最好的硅基晶体管领先十倍 , 比美国的技术强出一大截 。


今年 , 彭练矛团队更是发展出全新的提纯和自组装方法 , 并使用该方法制备出高密度、高纯半导体阵列的碳纳米管材料 。
2、中国的石墨烯发展技术 , 同样领先于世界!
石墨烯被称之为世界上最轻、最强、最薄的材料 , 目前碳纳米管的制作 , 就是通过石墨烯卷曲而成 。
我国近年在石墨烯领域开展了大量研究 , 跻身世界石墨烯研究领域第一梯队 , 申请专利总数世界第一 , 之后才是美国、韩国、日本 。 3、既然在硅基芯片领域干不过你 , 我就开辟一个新领域来取代你!目前 , 中国芯片技术整体产业链面临着被“卡脖子”的状况 , 关键原因就在于中国在芯片技术领域缺乏核心技术 , 没有主导芯片从材料、设计到生产制备的全套技术中任何一个环节 。


而中国石墨烯晶圆的研制 , 就是要从材料开始 , 环环推进 , 全面掌握中国人完全自主可控的芯片技术!什么叫直道超车、跨越发展?这就是!!四有一种战争 , 不见血 , 不刺刀!却比真刀真枪更残忍---科技之战 , 特别是基础研究之战!基础研究有多重要?听听任正非的声音吧!前段时间 , 任正非心心念念的头等大事 , 就是如何加强中国基础科研和基础教育 , 让中国科技才能真正从量变升华为大质变、大突破!任正非多次强调 , 华为在通信领域能够处在世界的领先水平 , 主要就得益于长期在数学人才上的投入 。 他说了:“这30年 , 其实我们真正的突破是数学 , 手机系统设备是以数学为中心的 。 ”

推荐阅读