当然,是中国科学院院士、北京大学电子学系主任彭练矛和北京大学电子学系教授张志勇团队就在研发碳基半导体芯片。
中国该团队碳基半导体获得突破,美国基本放弃。
制备碳纳米管晶体管的传统方式是对碳管材料进行掺杂处理,通过掺杂的杂质控制晶体管的极性和性能。此时,碳管由于内部充满杂质,将会失去原本具有运行速度快的优势,同时还增加晶体管的功耗,相较传统的硅材料彻底失去竞争力。在技术难题面前,Intel等公司纷纷放弃了碳管晶体管的研制,唯有IBM公司继续研发,却也只能研制出合格的P型晶体管。
但这个时候又面临一个更大的难题,碳纳米管集成电路批量化制备的前提是实现超高半导体纯度、顺排、高密度、大面积均匀的碳纳米管阵列薄膜对于以往的制造工艺,这样的生产要求是难以达到的,材料问题的制约导致碳管晶体管和集成电路的实际性能远低于理论预期,成为碳管电子学领域所面临的最大的技术挑战。
而这次彭练矛教授的突破就在于碳管电子学领域、以及碳基半导体工业化的共同难题被攻克,制备出首个超越相似尺寸的硅基CMOS的器件和电路,而这也意味着,如果碳基信息器件技术,可以充分利用碳管在物理、电子、化学和机械方面的特殊优势,就有希望生产出性能优、功耗低的芯片。5月22日,国际顶级科学期刊《科学》(“Science”)以长文形式刊登了中国科学院院士、北京大学电子学系主任彭练矛和北京大学电子学系教授张志勇团队的论文《用于高性能电子学的高密度半导体碳纳米管平行阵列》。该团队通过多次提纯和纬度限制自组装方法,在四英寸基底上制备了密度高达120根/微米、半导体纯度超过99.9999%的碳纳米管平行阵列,并在此基础上首次实现了性能超越同等栅长硅基CMOS的晶体管和电路。这意味着碳基集成电路已经初步具备工业化基础,“碳时代”即将到来。
高密度、高纯度半导体碳管阵列的制备和表征
彭练矛表示。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更快,而且至少节约30%的功耗。
这也意味着中国在这场终结硅时代的博弈中再也不是观众,也拿到了入场券,而且美国同属于第一梯队,当然我们也必须承认,美国相较中国领先。
而日韩欧三国则处于第二梯队,其他国家则只有当观众的份,重在参与的资格都没有。
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