文章經授權轉載自 財經要參(ID:mofzpy),作者:要參君
一
另辟蹊徑!
于無聲處聽驚雷!
上海傳來大消息:國產8英寸石墨烯晶圓,終于實現小批量生產!
在上海舉行的國際石墨烯創新大會上,這一國產8英寸石墨烯晶圓的亮相,引起了業界一片歡騰。
是啊,十年磨一劍,這一石墨烯晶圓來得太不容易。
10年間,從生長出單層,到單晶,再到原子級平整的大面積晶圓,上海科學家終于讓石墨烯從用膠帶剝離出幾微米的樣品,升級為可以規模化生產的8英寸晶圓,并實現了穩定的小批量生產。
柳暗花明,一石激起千層浪!
國產石墨烯晶圓的橫空出世,說明中國在這一最尖端科技上,到達了領跑的位置,也為中國芯片突破西方封鎖、自主創新,開辟一條嶄新的道路。
科技就是第一生產力!在打破芯片等“卡脖子”遏制的競跑中,中國奮力直道超車,正在殺出了一條生路!!
二
1、有人或許要問:現在不都是硅基晶圓嗎,石墨烯晶圓是啥東東?
這么說吧,如果把芯片比作一棟房子,晶體管就是建房的磚頭,一棟棟的房子就構成了我們的信息社會。
說白了,晶體管越多,芯片的運算速度也就越快。
如果說,以前制造晶體管這塊“磚頭”的材料,都是用沙子、也就是硅做的,大家稱之為硅晶圓;那么,石墨烯晶圓,就是用石墨烯為材料,來做的晶體管,進而在這個基礎上,生產芯片。
那么,為什么好好的硅晶體管不用,要跑去研究硅晶體管呢?
原因就在于,受到摩爾定律的限制,目前硅材料芯片的極限制程差不多是在2nm到1.5nm,再往小做就搞不定了。
為什么搞不定?
說到底,是因為硅的一些特性限制,如果晶體管太小,出故障的概率就會急劇升高,把芯片里面上百億個晶體管協調起來一起工作就非常困難。
那怎么解決這個問題呢?
一個辦法,就是用碳來替代硅,做晶體管。
2、有人肯定又要問了:為什么要用碳元素呢?
其實啊,這跟碳元素本身很多優質的特性有關:碳晶體管跟硅相比,功耗更小,效率更高。
比如,用碳納米管做的晶體管,它的電子遷移率可以是硅的1000倍,通俗來說就是碳材料里面電子的群眾基礎更好。
再比如,碳納米管里面的電子自由程特別長,通俗的理解就是電子的活動更自由,不容易摩擦發熱。
由于這些底層的優點,用碳來做晶體管,甚至不用像硅晶體管那么小,就可以取得同等水平的性能。
從目前已掌握的技術來看,一旦成熟,碳基芯片將有望把集成電路技術推進到3納米節點以下,性能將超越硅基芯片10倍以上。
三
除了碳晶體管功耗更小、效率更高,對中國來說,研發碳晶體管,還有一個格外的好處!
那就是:整個芯片生產技術,等于來了一次推倒重建,大家都回到起跑線上,甚至以前最卡咱們脖子的光刻機,也可以被繞過去,至少要求大大降低了。
要知道,半導體行業是人類工業史上的奇葩,用沙子生產的硅晶體管,每18個月內部晶體管的數量就翻一番,老美發展了快70年,芯片技術上,要完全實現去美化,這的確很不容易。
不過有了碳基芯片就不一樣了,這是一次技術質變,不論之前的差距有多大,一切從頭開始,堪稱地覆天翻慨而慷。
新的芯片原材料呼喚新的工藝,原有的研發設備可能會大打折扣。中國現在掌握的最新研發優勢,就顯現出來了:
1、中國的碳基半導體研究,在全世界都是處在領先水平的。
比如,北大的彭練矛團隊,就從2000年起,開始探究用碳納米管材料制備集成電路的方法,一路披荊斬棘,取得了很大成果。
2017年1月,彭練矛率團隊研制出了高性能5納米碳納米管,這是世界上迄今最小的高性能晶體管,綜合性能比目前最好的硅基晶體管領先十倍,比美國的技術強出一大截。
今年,彭練矛團隊更是發展出全新的提純和自組裝方法,并使用該方法制備出高密度、高純半導體陣列的碳納米管材料。
2、中國的石墨烯發展技術,同樣領先于世界!
石墨烯被稱之為世界上最輕、最強、最薄的材料,目前碳納米管的制作,就是通過石墨烯卷曲而成。
我國近年在石墨烯領域開展了大量研究,躋身世界石墨烯研究領域第一梯隊,申請專利總數世界第一,之后才是美國、韓國、日本。3、既然在硅基芯片領域干不過你,我就開辟一個新領域來取代你!目前,中國芯片技術整體產業鏈面臨著被“卡脖子”的狀況,關鍵原因就在于中國在芯片技術領域缺乏核心技術,沒有主導芯片從材料、設計到生產制備的全套技術中任何一個環節。
而中國石墨烯晶圓的研制,就是要從材料開始,環環推進,全面掌握中國人完全自主可控的芯片技術! 什么叫直道超車、跨越發展? 這就是!!
四有一種戰爭,不見血,不刺刀!卻比真刀真槍更殘忍---科技之戰,特別是基礎研究之戰!基礎研究有多重要?聽聽任正非的聲音吧!前段時間,任正非心心念念的頭等大事,就是如何加強中國基礎科研和基礎教育,讓中國科技才能真正從量變升華為大質變、大突破!任正非多次強調,華為在通信領域能夠處在世界的領先水平,主要就得益于長期在數學人才上的投入。他說了:“這30年,其實我們真正的突破是數學,手機系統設備是以數學為中心的。”
而石墨烯和碳基芯片,這正是未來二十年全世界最先進的基礎研究、最頂級的黑科技;現在,基本上全世界的最頂級高科技公司,都在進行白熱化地攻關,爭奪,搶奪!!!然而!今天,估計美國人不會想到:中國科學家團隊,終于這一最尖端的領域取得重大突破,與IBM、英特爾公司至少并駕齊驅、乃至技高一籌!今天,估計全世界都沒想到:中國,那個不起眼的中國!竟然后來居上,率先研發出來全球最先進的8英寸石墨烯晶圓,讓中國碳基芯片研究跑到了國際第一梯隊!今天,估計任正非將高興到無眠:無論是石墨烯芯片的巨大突破、量子衛星的翱翔太空,還是天宮二號的凌空一射,一定程度上,都說明了中國基礎科研,雖然飽受西方壓制,但仍然奮力前行,不斷向著最高峰挺進!
看吧,雖然飽受美國打壓,一個個代表著中國民族力量,充滿中國風,中文命名的強大科技成果,仍然不斷出現在世界的舞臺中心。。。。“兩岸猿聲啼不住,輕舟已過萬重山”!這一刻,我們終于等到了。。。中國,加油!中國科技,加油!
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原文標題:芯片巨變!上海突傳大消息!該來的終于來了!!
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