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​碳基芯片——中国摆脱限制站到全球先列的契机

2023-02-04 09:55
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自从中国扶持本土半导体企业发展,被美国多次出手打压,甚至拉上了荷兰和日本,多次扩大出口禁售名单。不能否认的是,我国半导体行业起步较晚,关键技术大多数都被海外垄断,所以很多人都忧虑我国是否能占到全球先列水平?也许可以!

中国要想摆脱技术限制,或许契机在于碳基芯片。

目前,理论上的碳基芯片是指将芯片里的硅原材料直接更换成石墨烯,工艺制程不变,变得只有原材料。这是因为石墨烯晶体管的运行速度比硅晶体管快5-10倍,但功耗仅有1/10,而且最大的特点是不会受到摩尔定律的约束,真正地实现高性能、低功耗、高上限目的。

也许很多人还不懂这个概念,打个比方,90nm成熟工艺制程的碳基芯片性能可赶上28nm的硅基芯片,而28nm成熟工艺制程的碳基芯片等效于7nm的硅基芯片,这样我国的制造设备技术限制都不再是问题!

虽然碳基芯片如此优秀,但目前仍然处于实验室阶段,加上关于碳基芯片的研究不是很多,所以中外竞争主要体现在论文成果上,可以庆幸的是,国内无论是论文发表数量,还是一定条件下的碳基晶圆生产都存在一定的领先优势,具体如下:

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需要注意的是,碳基芯片一旦研究成功,但在大规模量产是有很大的难度,主要难点在于碳纳米管的提纯太难,还没得到技术突破,且石墨烯晶圆量产的工艺条件仍未成熟。我国的芯片制造设备也要重新调整改进以适应碳基芯片的生产。

总的来说,我国研发碳基芯片有很大的难度,但一旦成功将有望摆脱国外限制。

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