第五百零二章 碳基芯片-《学霸的科幻世界》


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    让他在理论上有所突破可以,让他快速提升国内工业制造水平,庞学林同样一筹莫展。

    硅基芯片制程上的差距,让中国很难在短时间内追上西方发达国家。

    但硅基领域没办法弯道超车,并不意味着没有另辟蹊径的办法。

    碳纳米管被科学家们给予了厚望。

    这与其本身的特性息息相关。

    首先,碳纳米管芯片身量虽小,但节能增效能力却更强。

    碳纳米管是由单层碳原子卷成管状的碳材料,导电性能极好,而且,碳元素在地球上的储量十分丰富。

    碳纳米管的直径可以根据工艺的不同制成几纳米到几十纳米长;管壁厚度更小,根据壁层碳原子数量不同,碳纳米管可以分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管;在同样集成度的情况下,碳纳米管芯片比硅元器件体积更小。

    同时,碳纳米管的韧性极高,可以承受弯曲、拉伸等应力,电信号传输过程的延迟很短,所以,从材料物理属性上看,碳纳米管具有替代硅芯片的潜力。

    其次,碳材料具有多种同素异形体,除了碳纳米管以外,还有人们熟知的金刚石、石墨、富勒烯、活性炭等等。

    其导电性质强烈地依赖于结构,可以由绝缘体转变为半导体、由半导体变为导体。

    而且,它的导电方式和原理与传统的晶体管不一样,有更强的传导能力。

    另外,现有的晶体管在导电过程中无可避免地会产生漏电流,漏电会导致发热,而碳纳米管可以避免这一问题,故而能效相对较高。

    从理论上讲,碳纳米管芯片的能量利用率有望超过现有芯片的能效比(60%至70%)。

    发热问题的解决也给芯片的散热降低了压力。

    硅晶体管的功耗很大,在小小的芯片空间内,发热极其严重,为了不使芯片过热无法工作,还需要分配部分的功耗用于芯片的散热,这使得硅晶体管功耗增大。
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