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“碳基芯片”是华为的救命稻草吗?是,但别高兴的太早

2020-09-15 11:44  艾奇体育网

目前,全国人民的目光很多都放在了华为能够突破美国的技术封锁达到芯片突围的事情上。就段时间来看,很难,但是网上已经出现了我国正在大力研发的“碳基芯片”可以摆脱光刻机的限制直接实现弯道超车,那么这个说法靠谱吗?

先说答案,靠谱,但是很花时间。可以说“碳基芯片”是华为的救命稻草吗?是,但别高兴的太早。

想要弄明白“碳基芯片”我们首先得弄清楚什么是“硅基芯片”。我们现在全世界所用的芯片都是“硅基芯片”,说简单点就是用“硅”这个元素材料做成半导体的基础,也就是“基片”,光刻机的作用就是在这个基片上面刻相当于各种沟槽的电路。

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那么5nm和7nm指的是什么呢?这个计量单位指的是电路的宽度,在专业领域这玩意叫“栅极”,通俗的理解可以把它当作是是控制电压的“门”。在芯片领域,并不是电路越宽门越多,而是电路越窄门越多。

那么这个栅极也就是这个门有什么作用呢?这就和芯片的运作原理有关了,之所以叫做半导体集成电路,说简单一些就是这个东西导不导不导电不是由自己说了算,而是由电压控制,所以栅极越小门越多,门越多就能更好的控制芯片的各种操作。举一个不恰当的例子,假设一个28nm的芯片只能做到让机器人走路这个动作的话,那么7nm芯片不仅能够让机器人走起来,还能跑起来跳起来甚至翻跟头。

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我国的光刻机技术落后,别说5nm和7nm的芯片,连14nm芯片都造不出来。所以有业内人士就提出用“碳基芯片”来取代“硅基芯片”的说法。那么“碳基芯片”的优势在哪里呢?

首先,碳基芯片顾名思义,就是不用硅材料做电路材料而是用碳纳米管来替代,而碳本身的导电性、散热性以及其他性能要比硅好成百上千倍。

那么这意味着什么呢?打个比方,想要发挥同样性能的芯片里,硅基芯片可能需要达到7nm技术的技术,需要顶尖光刻机才能刻录成功,而碳基芯片只需要达到48nm技术就足够了,不需要顶级的光刻机。

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这下大家明白为什么人在说“碳基芯片”为什么可以帮助我国实现弯道超车了吧?但是大家不要高兴太早,想要实现这一技术,太难。

要知道,一根头发丝就有五六万纳米的宽度,比我们日常肉眼能看到的灰尘还要小还要轻只能用显微镜才能看到。如何从一堆碳纳米管中提取出半导体碳管,如何把这些碳管整齐的码在基片的沟槽里等等问题都是一个个巨大的技术难题。

好在我国发现了一种高分子材料、已经利用生物基因科技能够解决这些问题,但是仅仅如此还是不够的,距离把这些东西做成芯片还远着呢。所以我国的科研团队的目标,是在未来的两到三年之内,实现90纳米的制成技术,相当于目前的28nm硅基芯片,真正要达到7nm、5nm路还有够长的。

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不过也不要悲观,因为随着硅基芯片越来越接近物理极限,也就意味着硅基芯片的制程速度将会越来越慢,而我国研究碳基芯片的速度只会越来越快,此消彼长之下,或许我国成功研发出能够甩开顶尖光刻机的碳基芯片也不会耗时太长,不是吗?


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