碳基晶片來襲，北大發布重要成果，電子遷移提升1000倍[西瓜視頻]

對於晶片來說，同類型體積下裡面晶體數量越多，性能就會越強，這是摩爾定律決定的。也是國內外晶片設計和加工廠商共同追求的高端納米工藝目標。

光刻機是製作晶片最主要的工具之一，市場上的那些 5nm、7nm、10nm、14nm 等講的不是晶片的電晶體數量，而是晶片中電晶體的大小，想要製作更小的電晶體，對光刻機上面的光源和鏡頭等都有著極高的要求，根據【光速=頻率×波長】的原理，波長越小時，頻率越高。當頻率越高時紫外線的傳播路線就越直，抖動就越小，圖像的像素點就會越密越小。目前只有荷蘭ASML的EUV光刻機才能做到，其極紫外光源的波長為13.5nm 。

碳基晶片需要ASML的EUV高端光刻機嗎

我國在矽基晶片時代的發展較晚，也如網友所說的是被牽著鼻子進步的，這麼多年下來突破性的進展很少，直到現在的矽電晶體已經快要到達使用極限的時候，我們的晶片納米技術還一直在攻破7nm工藝，那麼有沒有一種新的方式，既可以提升晶片的性能，還可以不用使用那麼高的納米工藝呢？答案是有的，這就是本文講的以碳納米管為材料的碳基晶片。

那麼碳基晶片還會依賴於高端的ASML高端光刻機嗎？肯定不會的，畢竟我們研發的目的就是為了擺脫對ASML高端光刻機的控制，打造出我們自己的新材料晶片時代，由於具體的製作工藝並沒有爆料，但是肯定是，就算需要光刻機刻畫電路，國產的光刻機就已經足夠了。

打破矽晶片歷史，碳基晶片來臨

矽基晶片的發展歷史很長，而碳基高端晶片的技術才剛剛開始，由於矽基材料的特性，在目前的的一個普通的晶片中裝有上百億個電晶體，那麼它的功耗將會變得更高，熱量也變得更大，出故障的概率也相應增加，而且將上百億的電晶體裝在一個1cm不到的晶片中工藝非常的複雜，很多國家都做不到。

西瓜視頻創作人52赫茲實驗室講解想要打破這種困境，就需要拋棄傳統的矽材料，而使用碳元素，用碳納米管做的電晶體電子遷移率是矽的1000倍，而且碳材料裡面電子活動更加自由，不容易摩擦發熱，使用碳納米管做為原材料的電晶體在同等柵長的情況下比矽基晶片的性能提升10倍以上。這將大大的提升了未來碳基晶片的性能，減少發熱功耗。

碳基晶片和矽基晶片的區別

碳基晶片除了比相同柵長的矽基晶片功耗更低，性能更強、穩定性更高之外，還具有其獨有的特性—可拉伸性。這也就意味著在未來的市場應用中將變得更加廣泛，比如我們的智能穿戴設備，摺疊手機等，現在的手機屏幕已經攻克了柔性屏和曲面屏技術，但是因為受到硬體的現在，摺疊屏手機中還需要用到昂貴的鉸鏈，既不方便也增加了成本，如果內部電路和晶片可以用碳納米管制作，也就意味著拉伸性會更好，並且矽基的晶片在2nm左右，每提高一次工藝都是海量的投入。

北京大學張志勇教授和彭練矛教授和其團隊的努力下，已經研發出全新的提存和組裝的方法，已經製作出99.9999%高純度、高密度的半導體陣列的碳納米管材料。但碳基材料的晶片受到目前材料和技術的限制，想要完成商用的話，至少還需要3-5年的時間，想要批量生產，估計要到10年後了。

總結

和5G技術一樣，在碳基晶片的發展上，誰搶先一步突破，誰就優先取得了專利權和控制權，一個產品的研發就是建立在無數的突破和專利上面，碳基晶片的投入不光是成本上的，還有在人員上的，碳基晶片的研發只是開始，未來想要應用到各個平臺上面的話，就需要和其他硬體和軟體進行適配，這將需要大量的開發人員進行研究和探索。但有一點，碳基晶片必然是我國未來晶片發展的一個重要目標。

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