高密度高純半導(dǎo)體碳納米管陣列的制備和表征

近期，美國商務(wù)部發(fā)布聲明稱，全面限制華為購買采用美國軟件和技術(shù)生產(chǎn)的半導(dǎo)體。

在半導(dǎo)體領(lǐng)域，美國對中國的打壓愈加咄咄逼人，這將倒逼半導(dǎo)體提速國產(chǎn)化進(jìn)程。

然而最近北京集成電路研究院傳來重大利好消息，這次不是“彎道超車”，而是要“造路超車”。

▲北京大學(xué)電子系教授張志勇

26日，由中國科學(xué)院院士北京大學(xué)教授彭練矛和張志勇教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊，經(jīng)過多年研究和實踐，解決了長期困擾碳基半導(dǎo)體材料制備的瓶頸，比如材料的純度、密度和面積等問題。

這個突破究竟對我國半導(dǎo)體行業(yè)有何重大意義呢？

目前，包括航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生、金融保險、家用電器等多個領(lǐng)域所使用的芯片，幾乎都是采用硅基材料的集成電路技術(shù)。

更要命的是，這項技術(shù)被國外制造商長期壟斷，國內(nèi)大部分電子產(chǎn)品都需要依賴國外進(jìn)口。

有數(shù)據(jù)顯示，我國每年進(jìn)口芯片額度高達(dá)3000億美元，甚至超過了進(jìn)口石油的金額。

由于美國加大半導(dǎo)體行業(yè)限制，打破國外壟斷迫在眉睫，但這次不僅是要打破壟斷這么簡單，而是要完美跨越所有硅基半導(dǎo)體技術(shù)的專利壁壘。

硅基半導(dǎo)體做集成電路，一直都是國外半導(dǎo)體前沿的技術(shù)。

然而碳基半導(dǎo)體更具優(yōu)勢，包括更低廉的成本、更小的功耗、更高的效率等，更適合在不同領(lǐng)域應(yīng)用。

由于碳基材料的特性，在一些高輻射、高溫度的極端環(huán)境下，碳基技術(shù)造出的機(jī)器人能更好替代人類執(zhí)行危險系數(shù)更高的任務(wù)，此外其柔韌性更加適合應(yīng)用在醫(yī)療器械領(lǐng)域。

從個人應(yīng)用來看，碳基技術(shù)應(yīng)用到智能手機(jī)上，能夠使待機(jī)時間更長。

而從企業(yè)級應(yīng)用來看，與國外碳基技術(shù)造出來的芯片相比，我國碳基技術(shù)造出的芯片在處理大數(shù)據(jù)時更快，至少節(jié)約30%功耗。

▲高密度高純半導(dǎo)體碳納米管陣列的制備和表征

在不久的將來，該技術(shù)可以應(yīng)用于國防科技、衛(wèi)星導(dǎo)航、人工智能、氣象監(jiān)測、醫(yī)療器械等多個領(lǐng)域。

一直以來，西方發(fā)達(dá)國家都在研發(fā)碳基技術(shù)來替代硅基技術(shù)，不過由于我國在碳基技術(shù)領(lǐng)域起步較早，目前的技術(shù)是基于20年前彭練矛院士提出的無摻雜碳基CMOS技術(shù)發(fā)展而來，近些年更是取得一系列突破性進(jìn)展。

彭練矛院士直言，“我們的碳基半導(dǎo)體研究是世界領(lǐng)先水平的。”

有分析人士稱，由硅膠基向碳基轉(zhuǎn)變直接掀桌子，又一次洗牌開始了?；A(chǔ)研究一個突破就是一次革命！這就是直接革歐美半導(dǎo)體的命。

隨著中美在科技領(lǐng)域競爭愈發(fā)激烈，我們也可以發(fā)現(xiàn)近些年，凡是量子通信、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等新興尖端技術(shù)，中國勢必是走在最前列的，我們完全有理由相信我們能贏。
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