硅基半导技术是美国掌握并领先,在的硅基半导体技术,难于摆脱美国科技霸权限制。那么,有没有机会弯道超车呢?5月26日,北大教授团队在碳基半导体已经完成关键技术突破了,并且已经和华为在产品应用上对接了。
由于物理所限,硅基芯片技术2nm几乎是极限了,硅基管不能再小了。而这次北大教授团队另辟蹊径,采用了碳基芯片技术,将原先二维硅基技术变成三维碳基芯片技术,这样能够打破极限!
与国外硅基技术制造出来的芯片相比,我国碳基技术制造出来的芯片在处理大数据时不仅速度更快,而且至少节约30%的功耗。
目前半导体材料的改变,必定需要对应配套的制成设备和工艺,硅晶圆使用的制成设备和工艺自然不适用碳基芯片。触类旁通大体通过照相曝光的办法把线路“印”在涂覆在碳基半导体上的光敏材料上。当然,新的成果重点是材料方面的突破,极限性能远超硅材料。
但是涉及到先进制程工艺,仍然需要光刻机来制作精密的纳米级图形。不过,碳纳米管半导体的研究成果也在突破,可以使可伸缩的DNA生物模板来制作纳米级的电子图形。如果投入应用,那就可以摆脱荷兰的ASML光刻机了。
而蚀刻机则只是对硅晶圆进行“雕刻”。那么,对于碳基材料,其工艺方法肯定会有所不同。碳基材料的芯片,由于可加入多种物质,从而形成不同性能的碳基复合芯片,柔性芯片,薄膜芯片,多层多样多维芯片,量子芯片,光电子芯片。在今后的5~10年,碳基芯片将会颠覆整个半导体微电子行业。
目前量子计算机,AI,物联网等技术一直是世界重大课题,也很可能在碳基材料成熟应用后获得飞跃发展,而且如今我国在碳基半导体材料制备工艺获得突破,再百尺竿头更进一步,实现弯道超车。将成为碳基半导体技术强国。半导体将不再受制于他国。
之前硅基半导体一直受制于人,如今我国在碳基半导体材料制备技术取得的关键突破性,将极大地提升了我国在世界半导体行业举足轻重的地位,未来能够真正实现,另辟蹊径弯道超车!
我国在研发物联网传感器芯片尝试用碳芯片的切入点。
科学家在实验室实现了碳材料的医用传感器,可以检测血压心跳和血糖等生化指标,由于碳材料与人体存在高兼容性,且具有良好的柔韧性,这种传感器可以完美贴合在皮肤上,而且可以做得很薄,让人感觉不到它的存在,不会有异物感。这种传感器同样可以用于健身手环(fitness tracker),其低功耗可以显著延长手环续航时间。
碳基半导体材料可以感光,用在夜视装备上可以达到极高的清晰度,且对不发热的物体也能成像,远胜于红外热像仪,还可以在浓雾中成像,这使它在汽车辅助驾驶系统中大有用武之地,以及打造最适合5G时代智慧城市的监控摄像头。当然用在军事上更是意义非凡。目前我国科学家已在开发这项技术并取得重要进展。
碳基半导体芯片大有可为的是,在当今物联网创造的六大市场中(可穿戴智能传感器,智能家庭应用,医疗电子,工业自动化,汽车辅助驾驶,智慧城市),碳半导体材料已经确定可以切入其中。
大数据时代对数据中心服务器芯片的大量需求也是碳材料的切入点,因为碳材料存储器功耗低,将显著减小数据中心的大量的散热费用。此外,NAND存储器的3D化架构也是碳材料的优势之一。
不过因为存储器行业一直存在供给过剩,大幅挤压了利润空间。随着行业从25nm结点向20nm结点迈进,产能过剩已经开始,短期会影响到投资回报。但是从长远利益出发,可比投资房地产的收益的优势是利润源源不断汇报。投资房地产是一锤子买卖,投资科技如同买了会经常下金蛋的凤凰。
碳基半导体材料制程获得突破将将在半导体产业开辟新纪元,蝴蝶效应不可避免。
大家有什么看法呢?敬请留言交流。