矽基晶片之後的新戰事:碳基晶片、量子技術

2020-12-22 只談科技

眾所周知,目前的晶片基本上都是矽基晶片,也就是以矽為原材料的晶片。但目前矽基晶片已經走到摩爾定律的極致了。

尤其當目前製造工藝進入到5nm,再過兩年後進入到3nm之後,接下來還能不能再前進,其實是半導體界最為關注的一個問題。

所以,尋找另外的技術,另外的材料成為了當前半導體界最關心,也一直在做的事情。同時也認為誰掌握了更好的材料,更新技術,那麼就將顛覆當前的矽基晶片,彎道超車,成為半導體界的新霸主。

那麼矽基晶片之後,新戰事又會從何開啟呢?目前看來有兩個方向,一是碳基晶片,一是量子技術。

碳基晶片是另一種半導體材料,從字面意思就可以理解,就是以碳為材料的晶片。對應於現在的以矽為材料的晶片。

碳基晶片的研究已經已經有20來年的歷史了,不管是國內,還是國外也一直在不斷的前進著,目前離量產已經很久了。

按照現在科學家們的研究,碳基晶片28nm的性能,就相當於矽基晶片7nm左右的性能,所以碳基晶片一旦真正量產,對矽基晶片真的會形成顛覆,畢竟從碳基28nm可以繼續進步到碳基3nm,中間還有很多代,摩爾定律則會繼續生效。

而量子技術則是一種新技術,最早起源於美國在20世紀80年代的研究,當時在美國量子科技已經成為了一門科技,不過當時對中國而言還很陌生。

量子技術一方面是量子計算,業內普遍認為,一旦量子計算成功應用後,量子計算的速度將會至少是現在的100萬億倍以上,是對現有計算能力的一種顛覆,現在的加密體系,在量子計算前不堪一擊,沒有任何秘密可言。

量子技術的另一方面則是量子通信,利用量子的微觀特性,對信息進行加密的技術,也是唯一能夠對抗量子計算的通信技術,這足以影響到全球的通信技術的安全,也將顛覆當前的通信技術。

所以關於碳基晶片、量子技術,目前全球所有的強國都在進行研究,誰都想率先掌握這把金鑰匙,從而讓自己領先於全球,成為科技霸主。

值得慶幸的是,目前在碳基晶片、量子技術的研究上,國內技術雖然不至於全面領先國外,但也沒有落後,處於同一水準線。

相關焦點

  • 與美國高校研發碳基晶片:北大也在研究碳基晶片
    【12月23日訊】相信大家都知道,在前一段時間國產8英寸碳基晶圓研發成功,無疑也讓非常讓人非常興奮,這也是北大教授研發團隊的成功,成功解決了碳基半導體材料製備的瓶頸,讓碳基晶片離我們更近一步,全新的碳基晶片在整體性能也更加出色,可以解決目前矽基晶片的技術短板,尤其是現在摩爾定律逐漸走到了極限以後,全新的碳基晶片,絕對是一次換道超車的機會
  • 碳基晶片不用光刻機?知道晶片製造原理,才不會被美國當笑話
    譬如碳基晶片不需要光刻機,中國「芯」要彎道超車。 據了解,該團隊實現了,能在1微米空間裡放下100至200根碳納米管。碳納米管的直徑為1.45±0.23nm 。 直徑為1.45納米的電晶體,不用光刻機,難道是用關公大刀雕刻出來嗎。
  • 不等矽基晶片和光刻機了,比爾蓋茨說對了
    矽基晶片與光刻機有人曾說過,二十世紀是矽的時代,因為矽是一種優秀的半導體材料,可以用來生產對科技發展有重要意義的晶片。如今二十世紀早已過去了,但矽基晶片卻仍然是主流,全球各大科技公司或國家都想要掌握頂尖的矽基材料和相應的晶片技術。
  • 矽基晶片頂到天花板?臺積電正式宣布,國產晶片機會來了
    網際網路的快速發展,催生出了5G、AI、自動駕駛、物聯網等千千萬萬種行業,然而,領域雖然不同,但有一點卻相同,都需要晶片作為驅動!在晶片領域,設計企業有許多,像華為、聯發科、蘋果、高通等,但在製造環節,能完成高端晶片製造的只有兩家,臺積電和三星。
  • 全球兩大頂級碳基晶片團隊已低調開啟另一場「晶片競速賽」|專訪
    正參與中國碳基晶片研究的郭鑫(化名),對中國有望彎道超車的碳管晶片研究,做出上述分析。過去,中國晶片更像是「在別人的牆基上砌房子」,如今有望在自家院子壘牆。北京大學電子學系彭練矛院士,耗二十年之力,終於在碳管研究上實現重大突破。
  • 碳基晶片研發突破,石墨烯電晶體製作,被稱之為21世紀的神奇材料
    截止今年5月份,曹原與其博導已經連續發表了兩篇自然文章介紹了魔角石墨烯研究的新突破,讓人不可置信的是,這時候的曹原只有24歲。石墨烯除了韌性好強度高,其實還具有非常好的導熱性和導電性,被稱之為21世紀最神奇的材料,在太陽能技術、快速充電技術、新材料電池等領域的應用中,石墨烯也發揮著其重大的作用,美國麻省理工學院已成功研製出表面附有石墨烯納米塗層的柔性光伏電池板,石墨烯太陽能技術的光電轉換效率高達60%,是現有多晶矽太陽能技術的2倍。
  • 大突破:計算機快1千倍,純矽基光子晶片指日可待,矽能發光了!
    為了避免這個問題,一些研究者將使用其它半導體(如砷化銦和砷化鎵)製成的微型雷射器集成到晶片中去,以此開發光子電子混合晶片。但到目前為止,微電子學的聖杯,矽基光子晶片一直都沒能實現。今年晚些時候能做出第一臺矽雷射器之後,研究人員不斷對工藝進行了優化,新工藝讓矽合金具有很少的晶體缺陷和雜質,最終在最近,使用新工藝做出的六方晶體結構鍺矽合金成為了有效發光體, Bakkers說:「我們現在已經獲得了幾乎可以與磷化銦或砷化鎵媲美的光學性能。」
  • 無需EUV光刻機,中科院官宣新技術,國產晶片迎來新局面!
    眼下沒有EUV光刻機,別說製造高端晶片了,就連在晶片製造工藝的開發上,也要慢別人一步。而在近日,中科院一項新技術的官宣,也為國產晶片擺脫EUV光刻機,帶來了可能性。中科院官宣新技術據悉,中科院旗下的研究所,目前已經研發出了國產的8英寸石墨烯晶圓。
  • 區塊鏈,碳基文明的終結者?
    …… 這樣,矽基帝國實際上被禁錮在第一旋臂頂端,再也無法對銀河系中心區域的碳基文明構成任何嚴重威脅。 ——小說《鄉村教師》節選(有刪減) 這是劉慈欣第一次公開使用矽基生命的概念,但他並非使用該概念的第一人。
  • 不要過度解讀中科院3nm碳基晶片,不要輕易認為碳基可以彎道超車
    【不要過度解讀所謂中科院3nm碳基晶體,更不要認為碳基材料可以彎道超車解決晶片問題?】在2019年,中科院研究所的殷華湘團隊公布:他們已經成功研發出相等於人類DNA的寬度的3nm電晶體。於是有人誇大認為這是國內解決了3nm晶片問題,實際上所謂的3nm並非是我們熟知的晶片工藝製程,實際上指的是鉿鋯金屬氧化物薄膜的厚度,並不代表這個FinFET器件採用的是3nm工藝。我們知道大家對於晶片的急切心理,可是我們不能夠因為某些沒有根據的捕風捉影就是我們的晶片技術的進步。其實,這項技術的出發點是面向5nm及以下節點高性能和低功耗電晶體性能需求。
  • 地球是碳基生命的天堂,而宇宙更適合矽基生命,矽基生命什麼樣?
    因為構成生物的基礎是胺基酸,所以胺基酸的形成需要氨基和羥基進行連接,而碳元素則在這個連接過程中起到了關鍵性的作用!那麼就有很多小夥伴們會提出疑問,地球是碳基的生命天堂,而宇宙更適合矽基生命,那麼矽基是什麼樣子的呢?
  • 2nm技術的晶片開始沒落,下一代信息科技基石一定是光電晶片
    美國麻省理工學院的研究人員改進了晶片設計和製造方法,克服了碳納米管的自身缺陷,證明了微處理器可以完全由碳納米管場效應電晶體製造。此項研究成果有望使碳納米管取代矽材料,廣泛應用於先進微電子裝置製造領域。,MOFs)材料開發出一項晶片絕緣新技術。
  • 2nm技術的晶片開始沒落,下一代信息科技基石一定是光子晶片
    美國麻省理工學院的研究人員改進了晶片設計和製造方法,克服了碳納米管的自身缺陷,證明了微處理器可以完全由碳納米管場效應電晶體製造。此項研究成果有望使碳納米管取代矽材料,廣泛應用於先進微電子裝置製造領域。,MOFs)材料開發出一項晶片絕緣新技術。
  • 矽基生命與碳基生命有何區別?人類成為矽基生命,或能進入宇宙!
    地球上的生命數不勝數,不管是動物還是人類,他們都有共同的特徵,都是屬於碳基生命,都是以碳元素為基礎的。在科學家們尋找地外生命的過程當中,也是以碳基生命為根本,放眼整個宇宙尋找新的生命體。但是在經過了半個多世紀搜尋無果的情況下,就有科學家提出了新的觀點,或許在宇宙當中的生命體並不是像人類一樣是碳基生命,而是矽基生命。
  • 國產石墨烯技術大突破,不用EUV光刻機也能造晶片?專家:差得遠
    因為按理論來說,只要在石墨烯製成晶圓上繼續切片、刻蝕、離子注入、光刻等一系列操作就能擺脫EUV光刻機做出「碳基晶片」,簡單點來說我們終於不用再被別人「卡脖子」了!石墨烯晶片真的能成為國產逆襲的希望嗎?今天小編就來分析一下石墨烯的優點和缺點,看看它到底能不能取代傳統的矽基晶片!目前市場上晶片都是由矽構成,因此我們稱之為矽基晶片,它的製造材料非常便宜且普遍,就是我們常見的沙子,如此也難怪雷軍曾豪言要把晶片賣到沙子價,當然他失敗了。
  • 如果晶片一直突破1nm之後,之後的出路在哪兒,是否會往更小發展
    如果晶片一直突破1nm之後,之後的出路在哪兒,是否會往更小發展?不一定,其實就現在也不是所有晶片都最求最小線寬的。比如電源功率晶片採用SIC,氮化鎵等三代半導體,做高頻器件。未來晶片會更多樣,性能要求也會更多樣。軟硬一體化的設計也會更多地出現。
  • 我國已經研究出第一臺量子計算機,未來在晶片上能否彎道超車?
    按照目前矽基晶片的發展趨勢來看,短期之內我國矽基晶片想要接近國際先進水平仍然是有很大的難度,畢竟目前國際最先進的晶片已經達到5納米,而且未來幾年3納米也會投放市場,但是我國真正完全能夠獨立自主生產的晶片也就24納米(預計2022年左右會投產)。那這是不是意味著,我國在晶片這個領域會一直被別人卡著脖子呢?
  • 【科普】為什麼我們是碳基而不是矽基生物?
    我們先看看碳基的物質都有什麼特點:1,複雜多樣
  • 【ICspec晶片報導】石墨烯材料將有助於中國晶片產業在角落裡趕超
    作為生產最新一代矽基晶片的工具,光刻機的重要性不言而喻。眾所周知,雖然TSMC領導的晶片技術水平已經發展到3納米,但精度更低。 美國處處打壓 中國何去何從? 這兩年來,我們可以看到,美國為了針對中國經濟的快速發展,開始從各個方面實施制裁。特別是在晶片領域,國家權力被用於技術封鎖。
  • 變形金剛是矽基生命?宇宙中真的存在這種生命嗎?
    變形金剛是啥生命,番薯哥我以前從來沒關心過,反正是虛構的故事,管他啥生命,看著爽就行,動畫片也從來沒說過,直到2007年的電影版上映後第一次官方提到了這個事情,就是:變形金剛是矽基生命!雖然就提了一嘴,但是番薯哥還是記住了,然鵝……啥是矽基生命?這種生命和人類有啥區別?