當(dāng)石墨烯芯片迎來重大突破,碳基芯片真的能夠彎道超車嗎?
關(guān)鍵詞: 石墨烯 芯片 碳基芯片 麒麟芯片 華為
當(dāng)今是信息化和數(shù)字化時(shí)代,“芯片”是一家科技企業(yè)的靈魂,沒有性能強(qiáng)大的芯片做支撐,生產(chǎn)出來的產(chǎn)品就缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。最后,只能被人隨便“卡脖子”。只有掌握了上游產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù),才能夠成為科技領(lǐng)域真正的領(lǐng)頭羊。
近三個(gè)月來,不斷的跟蹤報(bào)道華為麒麟芯片遭美國(guó)斷供的消息,因?yàn)榕_(tái)積電在9月15日之后將在無法為華為提供高端芯片,華為消費(fèi)者業(yè)務(wù)CEO余承東也肯定了麒麟芯片或成絕唱的說法。任正非再次表示華為正迎來史上最艱難的時(shí)刻。這不,華為因?yàn)闃I(yè)績(jī)未達(dá)預(yù)期,經(jīng)營(yíng)收入預(yù)期下調(diào),華為贊助了十年的澳大利亞職業(yè)橄欖球聯(lián)賽隊(duì)伍、堪培拉奇襲隊(duì)(Raiders),將在今年提前結(jié)束。8月31日,華為澳大利亞子公司宣布,受澳大利亞“持續(xù)負(fù)面的商業(yè)環(huán)境”影響,公司將提前一年結(jié)束對(duì)堪培拉奇襲隊(duì)的主要贊助。去年雙方簽署的贊助合約原本在2021年賽季結(jié)束時(shí)才到期。結(jié)果提前結(jié)束了,今年華為面臨的生存環(huán)境更加艱險(xiǎn)。所以還是芯片,芯片問題。
華為芯片供應(yīng)鏈一直是個(gè)很沉重的話題。繼臺(tái)積電之后,高通、聯(lián)發(fā)科的成品芯片也被禁令切斷了華為芯片的供應(yīng)問題,剛剛邁進(jìn)全球前十的國(guó)產(chǎn)芯片公司的華為海思,很可能就此夭折。很多人認(rèn)為摩爾定律已經(jīng)逼近極限,因?yàn)樵诎雽?dǎo)體行業(yè)有一個(gè)很出名的定律叫摩爾定律,其核心內(nèi)容是集成電路上可以容納的晶體管數(shù)目在大約每經(jīng)過24個(gè)月便會(huì)增加一倍。簡(jiǎn)單來說,每隔兩年,芯片的性能將會(huì)翻番。
如今硅基芯片的缺陷越來越明顯,再次把碳基芯片這個(gè)話題拋了出來,甚至希望這方面的突破能夠彎道超車。
因?yàn)槿蜃钕冗M(jìn)的芯片制造商臺(tái)積電在硅基芯片的研發(fā)商已經(jīng)突破到了5nm的工藝,并且在向2nm工藝進(jìn)發(fā)的過程中似乎遇到了瓶頸。我國(guó)受制于缺乏高端技術(shù),在沒有光刻機(jī)等制造設(shè)備的同時(shí),許多頂尖科研人員已經(jīng)開始了進(jìn)行新材料芯片,即碳基芯片。
碳基芯片不需要光刻機(jī),所以也不會(huì)使用光刻膠這點(diǎn)是肯定的。傳統(tǒng)芯片制作的過程需要通過拋光、光刻、蝕刻、離子注入等一系列的復(fù)雜工藝過程。在這個(gè)過程中,圖上光刻膠是必須的,最后在硅圓上制造出數(shù)億的晶體管,最后進(jìn)行封裝測(cè)試,芯片制作完成。
碳基芯片則用到的是碳納米管或石墨烯,制備方法和傳統(tǒng)的硅基芯片有本質(zhì)的差別。主要是通過電弧放電法、激光燒蝕法等方式制成。所以碳基芯片電路不需要用到光刻機(jī)。碳基芯片進(jìn)行的是一場(chǎng)芯片界的革命,不過商業(yè)碳基芯片到底何時(shí)會(huì)出現(xiàn),對(duì)此,中科院的一位教授這樣表示,碳納米管的制造乃至商用,面臨最大的問題還是決心,國(guó)家的決心,如若國(guó)家拿出支持傳統(tǒng)集成電路技術(shù)的支持力度,加上業(yè)界的全力支持,投資者的支持,3-5年商業(yè)碳基芯片會(huì)出現(xiàn),10年內(nèi)碳基芯片則開始進(jìn)入高端、主流應(yīng)用市場(chǎng)。如果可以研制成功,這種結(jié)構(gòu)的石墨烯晶體管,將器件延遲的時(shí)間縮短了1000倍以上,可以大幅度提升CPU的運(yùn)算速度,其性能將是普通芯片的10倍以上。

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