欢迎您光临机械网,如有问题请及时联系我们。

中科院微电子研究所研发的3纳米碳基晶体管能推进我国国产芯片产业吗?过流保护的工作原理

作者:机械网
文章来源:本站

  对着呢!!???所以与其纠结光刻机和美国封锁芯片,不如加大力度、集中力量研发碳基芯片,如果半导体新材料有所突破,那将是引领世界发展核心!谁也挡不住!

  现在芯片中的晶体管尺寸为7纳米,也就是FinFET,而三星公司正准备用3纳米的GAA结构的晶体管,推动芯片的制程向3纳米迈进。摩尔定律规定,芯片的制程工艺极限就是3纳米,当芯片达到这一极限后,就必须寻找其他替代品了。

  而碳纳米晶体管的尺寸可以做到极小。目前来说,国内的碳纳米晶体管尺寸为3纳米,正在向着0.5纳米的晶体管前进。但是不要高兴的太早,碳基芯片还远远没有达到可以取代硅基芯片的地步。现在顶级的硅基芯片上面可以集成上亿个晶体管,而碳基芯片只集成了1.4万个碳纳米晶体管,这差距可不是一般的大啊!

  要知道即便是国内成功研制出了3纳米的碳晶体管,但是也需要对应的光刻机,蚀刻机等设备,才可以制造出芯片。有了3纳米碳晶体管只能说明,国内已经掌握了替代传统硅基晶体管的技术,并不能说明离制造先进的光刻机只差一步。

  芯片之所以有计算那能力,就是靠着上面的亿万个晶体管组成的电路。如果说,把芯片比作房子的话,那晶体管只相当于房子里的砖头,线路相当于框架,光刻机和蚀刻机相当于制造房子的工具。也就是说,国内只掌握了制造这所房子所需要的砖头而已,至于盖这所房子必要的工具,还是没有掌握。所以说,当下最重要的就是光刻机的突破。

  事实上,相同尺寸的碳纳米管晶体和硅基晶体管,碳纳米管的性能要比硅基晶体管高5-10倍。主要是因为

  当然了。如果石墨稀芯片投入产业化,就彻底绕开了现在光刻机的局限,一跃而引领世界半导体行业方向,抛开了竞争对手的纠缠。

  我是农民,我种好我一亩三分地就行了。科学的东西我不懂。搞科学的,你搞你的。希望你搞出好成绩来为祖国争光。我种我的地,我不拉你后腿。保证一亩三分地不丢荒。科学家们加油!打破美帝的封锁。

  一项科研成果,从发现到最终产业化造福人类,都是以十年为单位的,材料如何提取,如何加工,设备如何造,最终芯片性能如何,有没有市场,能否盈利?并且,同时是有很多研究成果和技术路线在竞争,需要有实力雄厚的大公司投入。所以现在我们还是先做好硅半导体和化合物半导体,炭半导体进行技术跟踪,发现突破口再扑上去,用任总的化,多路径,多梯队,多场景投入。

  那个“碳基晶体管”不接地气,写文章、评职称还行,不可能真正用到台积电、中芯国际这样集成电路大厂的生产工艺中。FinFET工艺在10nm尺度失效以后,7nm、5nm工艺用的是“All Around”,持续用到3nm应该没有大的问题。那个“碳基晶体管”没有可能进入集成电路生产工艺,自嗨一下就湎于众人了。

  发展下一代的碳基晶体管,是我国在半导体领域实现弯道超车最快的“捷径”。目前,几乎所有的芯片都是硅基芯片,我国无法绕过卡脖子的“光刻机”,也无法绕过高高的专利壁垒,也就是说,如果我国在碳基晶体管方面能够实现突破,就可以像5G技术一样,实现技术引领。

  目前,几乎所有的芯片都是“硅基”的,根据台积电的规划,2022年实现5nm工艺,2022年实现3nm工艺,2024年实现2nm工艺,然而1nm之后工艺就是硅基半导体的终结,再往下走就要换材料了,比如纳米管、碳纳米管等。

  其实,碳基晶体管并不是什么新技术,早在1998年,IBM就完成了世界上第一个碳管晶体管,然而,受到当时材料的制约,以及公司战略的转变,IBM放弃了这方面的研究。

  目前,我国在碳基芯片的研究上处于领先地位,至少在国际上保持了2年的领先优势。相关研究机构,已经突破了碳基半导体材料瓶颈,为规模产业化发展迈出了坚实一步。接下来,在2~3年力求能够完成90nm碳基CMOS先导工艺开发,性能上相当于28nm的硅基器件。

  如果技术真正成熟,碳基芯片有望将继承电路技术推进到3nm节点以下,性能是硅基芯片的10倍以上。

  总之,在硅基半导体领域,我国只能追赶,很难实现超越,随着硅基芯片“物理极限”的到来,下一代的技术可能是碳基晶体管,如果我国在碳基半导体领域实现突破,那么可能回像5G技术一行,引领技术发展,而不是被“卡脖子”。

  如果觉得对你有帮助,可以多多点赞哦,也可以随手点个关注哦,谢谢。

  科学技术必须创新,才能够弯道超车。中科院微电所碳基集成电路,是一个了不起的创举,肯定会改变集成电路发展方向。人类发明电子应用,就是从碳开始。爱迪生的碳丝灯泡,碳丝电极电子管。生物也是碳基组成,生物信息传导也是碳基。科学家也预言,未来的电子技术就是碳基革命。因为碳烯有超导性、高强度、高速高频、易于制造、节能。未来的芯片制造也必将是,刻蚀印章式多层3D技术。而碳基是最好的制作材料。硅基材料做集成电路,包含锗、砷化钾,一直是国外半导体前沿的技术。而碳基半导体则具有成本更低、功耗更小、效率更高的优势,更适合在不同领域的应用,成为更好的半导体材料。相比传统硅基技术,碳基半导体具有成本更低、功耗更小、效率更高的优势,因此也被视作是性能更好的半导体材料。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会更快,而且至少能节约30%左右的功耗。碳基芯片比硅基芯片处理数据的速度更快,而且功耗比硅基芯片小很多。在硅基半导体的研发逐渐进入瓶颈期之后,未来全球半导体的发展方向是碳基半导体技术。

  碳基晶体管要产业化一般也是有个过程的,工艺自然跟硅基不同。工艺及工艺装备的成熟也不是一朝一夕的事。因此要想跟上时代步伐,还得坚持两条腿走路才稳妥

  众所周知,在硅基芯片领域,也就是以硅为载体的当前芯片技术上,目前中国是相当落后的,80%靠进口,2022年、2022年连续两年进口金额超过3000亿美元。

  为什么中国芯落后这么多,原因很多,比如起步晚,关键技术、设备、专利等被国外卡着脖子,比如光刻机,半导体设备等等。

  所以很多人认为,要想在硅基芯片上追上国际水平,不太可能,毕竟别人不可能站在原地等,尤其当芯片技术越来越尖端时,后来者要追上难度越来越大。

  也有人认为,中国芯片要想追上国际水平,得“换道超车”,即不从硅基芯片这个领域着手,毕竟在一个本来就落后的领域追,步步落后,很难追上的。

  那么换道怎么换?近日随着一则重大消息发布,这个换道超车的办法,或许有希望了。北京元芯碳基集成电路研究院宣布,中国科学院院士北京大学教授彭练矛和张志勇教授带领的团队,解决了碳基半导体材料制备的瓶颈,如材料的纯度、密度与面积问题。

  这意味着接下来制造芯片不一定要采用硅了,而可以使用碳来制造了,也就是碳基芯片了。与硅基芯片相比,碳基芯片成本更低、功耗更小、效率更高的优势。

  在发布会上,负责人还形象的举了个例子,说现在使用硅基芯片的手机,看电视可能看3小时,但如果使用碳基芯片,可以连续看电影9个小时,是原来的3倍,并且开多少个程序都不会出现卡顿。

  而基于碳基进行芯片的制作,或许也不会受当前硅芯片的专利、技术,甚至光刻机的影响,毕竟碳基芯片的制作工艺不一定和现在的硅基芯片是一样的。

  不过目前也没有真正规模量产的碳基芯片,更多的还是理论层次,但也正是科学家们的理论研究,最后落到实在,成为现实,所以加油吧,希望在硅基芯片上的落后,通过碳基芯片追回来,不要再落后了。

  

中科院微电子研究所研发的3纳米碳基晶体管能推进我国国产芯片产业吗?过流保护的工作原理

  

中科院微电子研究所研发的3纳米碳基晶体管能推进我国国产芯片产业吗?过流保护的工作原理

  

中科院微电子研究所研发的3纳米碳基晶体管能推进我国国产芯片产业吗?过流保护的工作原理

来源:文章来源于网络,如有侵权请联系我们及时删除。本文由机械网转载编辑,欢迎分享本文!