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再传喜讯国产8英寸石墨烯晶圆亮相,中国芯再次实现新突破石墨烯薄膜制备相关项目目前尚处于研发阶段

 

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-12-25  浏览次数:330
近日,中科院上海微系统所科研团队爆出信息,国产8英寸石墨烯晶圆取得不小的成绩,甚至表示”不管在产品尺寸、产品质量方面均处于国际领先地位!”。
       这是由我国自主研发,自主知识产权的全新形态晶圆。它不同于目前的硅基晶圆,是由碳元素为基底构成的晶圆,一旦投入量产,这种晶圆就可以用于生产全新材质的芯片,并且,很有可能会改写全球芯片发展的轨迹。
       为什么说它能够改变芯片行业的发展轨迹?这还要从摩尔定律说起。
       1965年,美国人戈登 · 摩尔在整理材料时发现,每代芯片的容量相比于上一代都会提升一倍,并且,两代芯片之间的间隔通常会在18~24个月之间。这也就意味着根据这个规律,芯片的算力上升速度与时间的比值将会是指数级的。这一成果迅速得到了业内的认同,于是,这一规律也被称之为摩尔定律。而戈登 · 摩尔本人后来也成为了知名芯片制造商英特尔(Intel)的创始人。
       后来芯片的发展果然沿着戈登摩尔的预想不断向前发展。不过这条路也并非一帆风顺,至少近五年来,就出现了两次危机。
       由于芯片多用于小型设备,其体积的大小自然就受到了限制。为了能在有限的体积内做到更多的晶体管,于是晶体管之间的距离就需要不断被缩小。刚开始这一工作进展的还算顺利,但是工艺发展到了20nm时,问题出现了。 
       由于晶体管之间的距离过小,导致电路控制出现了问题,随之而来的就是芯片漏电,发热剧增,这种工艺做出的芯片也属于几乎不可用的状态,像手机芯片的骁龙810、apple A8、联发科X20都在这一工艺上栽了跟头。如果这一问题得不到解决,那么摩尔定律,就将宣告失效。
       经过finfet技术的改造,晶体管数量也就得以继续增加,直到7nm技术时,新的问题诞生了。由于晶体管之间的距离太小,传统的光刻机已经很难再满足芯片的需求了。
       同时,5nm之后的工艺由于晶体管距离过密,加之生产芯片所用的硅材料本身的物理性质,导致隧穿效应的出现(隧穿效应会导致漏电情况加剧,严重的话会使得芯片在通电时直接被电流击穿)。这也就导致了目前的芯片技术遇到了瓶颈,虽然EUV光刻机的投产解决了生产的问题,但是材料本身的极限问题仍未解决。
       如果想继续在同体积下塞进更多晶体管,那么就只能再去寻找新的材料来生产芯片。可惜的是,受制于材料技术发展的天花板(材料技术从上世纪60年代以来几乎处于停滞状态,革命性的突破几乎没有),用于生产芯片(可大规模量产)的新材料仍然没有找到。
       现在,国产8英寸石墨烯晶圆的出现,可以说是给被迷雾笼罩的芯片行业点燃了一束闪耀的光芒。如果这一技术正式大规模投产,同时成本可控的话,那么芯片技术,将进入到一个全新的阶段,这对于材料领域来说,也将是一次不小的变革。
       同时,我国在芯片领域也将获得首发优势,或许就能摆脱目前国内企业被制裁的困局。未来,也将会一片光明。
 
 
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