碳基芯片来袭，北大发布重要成果，电子迁移提升1000倍
对于芯片来说 ， 同类型体积下里面晶体数量越多 ， 性能就会越强 ， 这是摩尔定律决定的 。 也是国内外芯片设计和加工厂商共同追求的高端纳米工艺目标 。
光刻机是制作芯片最主要的工具之一 ， 市场上的那些5nm、7nm、10nm、14nm等讲不是芯片的晶体管数量 ， 而是芯片中晶体管的大小 ， 想要制作更小的晶体管 ， 对光刻机上面的光源和镜头等都有着极高的要求 ， 根据【光速=频率×波长】的原理 ， 波长越小时 ， 频率越高 。 当当频率越高时紫外线的传播路线就越直 ， 抖动就越小 ， 图像的像素点就会越密越小 。 目前只有荷兰ASML的EUV光刻机才能做到 ， 其极紫外光源的波长为13.5nm 。
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我国在硅基芯片时代的发展较晚 ， 也如网友所说的是被牵着鼻子进步的 ， 这么多年下来突破性的进展很少 ， 直到现在的硅晶体管已经快要到达使用极限的时候 ， 我们的芯片纳米技术还一直在攻破7nm工艺 ， 那么有没有一种新的方式 ， 既可以提升芯片的性能 ， 还可以不用使用那么高的纳米工艺呢？答案是有的 ， 这就是本文讲的以碳纳米管为材料的碳基芯片 。
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那么碳基芯片还会依赖于高端的ASML高端光刻机吗？肯定不会的 ， 毕竟我们研发的目的就是为了摆脱对ASML高端光刻机的控制 ， 打造出我们自己的新材料芯片时代 ， 由于具体的制作工艺并没有爆料 ， 但是肯定是 ， 就算需要光刻机刻画电路 ， 国产的光刻机就已经足够了 。
硅基芯片的发展历史很长 ， 而碳基高端芯片的技术才刚刚开始 ， 由于硅基材料的特性 ， 在目前的的一个普通的芯片中装有上百亿个晶体管 ， 那么它的功耗将会变得更高 ， 热量也变得更大 ， 出故障的概率也相应增加 ， 而且将上百亿的晶体管装在一个1cm不到的芯片中工艺非常的复杂 ， 很多国家都做不到 。
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西瓜视频创作人52赫兹实验室讲解想要打破这种困境 ， 就需要抛弃传统的硅材料 ， 而使用碳元素 ， 用碳纳米管做的晶体管电子迁移率是硅的1000倍 ， 而且碳材料里面电子活动更加自由 ， 不容易摩擦发热 ， 使用碳纳米管做为原材料的晶体管在同等栅长的情况下比硅基芯片的性能提升10倍以上 。 这将大大的提升了未来碳基芯片的性能 ， 减少发热功耗 。
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碳基芯片除了比相同栅长的硅基芯片功耗更低 ， 性能更强、稳定性更高之外 ， 还具有其独有的特性—可拉伸性 。 这也就意味着在未来的市场应用中将变得更加广泛 ， 比如我们的智能穿戴设备 ， 折叠手机等 ， 现在的手机屏幕已经攻克了柔性屏和曲面屏技术 ， 但是因为受到硬件的现在 ， 折叠屏手机中还需要用到昂贵的铰链 ， 既不方便也增加了成本 ， 如果内部电路和芯片可以用碳纳米管制作 ， 也就意味着拉伸性会更好 ， 并且硅基的芯片在2nm左右 ， 每提高一次工艺都是海量的投入 。
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北京大学张志勇教授和彭练矛教授和其团队的努力下 ， 已经研发出全新的提存和组装的方法 ， 已经制作出99.9999%高纯度、高密度的半导体阵列的碳纳米管材料 。 但碳基材料的芯片受到目前材料和技术的限制 ， 想要完成商用的话 ， 至少还需要3-5年的时间 ， 想要批量生产 ， 估计要到10年后了 。
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【碳基芯片来袭，北大发布重要成果，电子迁移提升1000倍】和5G技术一样 ， 在碳基芯片的发展上 ， 谁抢先一步突破 ， 谁就优先取得了专利权和控制权 ， 一个产品的研发就是建立在无数的突破和专利上面 ， 碳基芯片的投入不光是成本上的 ， 还有在人员上的 ， 碳基芯片的研发只是开始 ， 未来想要应用到各个平台上面的话 ， 就需要和其他硬件和软件进行适配 ， 这将需要大量的开发人员进行研究和探索 。 但有一点 ， 碳基芯片必然是我国未来芯片发展的一个重要目标 。
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