石墨烯為什麼這麼重要?多個國家都在研究它,這些冷知識你了解下

2020-10-19 夢等於林夕

晶片製造技術為什麼難掌握?原因包括光刻機製造技術,光刻機是用於晶片生產,而製造光刻機就是生產中的難題。

我國正式宣布了一項重大突破,關於石墨烯分離應用的技術。矽,石墨烯,鍺電晶體。

石墨烯這種材料,前景廣闊,目前已經開始應用在了透明導電電極、觸控屏、太陽能電池、鋰電池、超級電容器、導熱薄膜、海水淡化、環境汙染治理等領域,比如韓國三星和日東電工等都在研製電池。

西方國家在石墨烯的研發上投入了大量的人力、物力,最終實現了石墨烯的分離,因為在自然界是不存在石墨烯的,它是一個二維平面結構,一毫米的石墨裡面就有300萬層石墨烯片,可想而知要得到單層石墨烯片是有多難。

現在基本上都可以分離石墨烯,石墨烯是目前人們發現最輕薄、強度最大且導電性最強的新型納米材料,而且石墨烯電池在充放電25萬次仍能夠保持91%容量,壽命極長,同時在石墨烯中,「狄拉克點」的存在,使得電子能夠高效遷移,是傳統半導體遠遠達不到的。

想想內存晶片是怎麼工作,靠的就是電容的充放電,石墨烯做成電容,DRAM存儲晶片效率將會大大提升,同時做成晶片內部的電晶體,電子高效遷移,晶片的工作效率也將得到大幅提升,最重要是石墨烯的散熱能力還極強,強度是鋼鐵的數十倍。

這次中科院公布的矽-石墨烯-鍺電晶體就可以將石墨烯基區電晶體的延遲時間縮短1000倍以上。

歐美等國家多次嘗試,得到分離方法,獲得單層的石墨烯,但之後便一直原地踏步。

現在是國內半導體的關鍵節點,如果能夠進一步跟光刻技術結合,投入生產絕對是意義重大的,這個石墨烯材料跟光刻蝕刻還有很好的兼容性,一旦在半導體行業開始應用,將對整個晶片的製程、光刻蝕刻技術、光刻材料產生顛覆。

最重要的是石墨烯前途光明,石墨跟沙子一樣都是最常見的,應用材料一旦有新的突破,像臺積電那些技術都面臨變革,中國甚至不需要高精尖的設備就可以生產出高精尖的晶片。

總結

中科院目前成功研製出石墨烯晶片,但是石墨烯晶片還沒有真正應用到實踐當中,不過這其實也可以看出中國一直沒有放棄在半導體領域尋找突破口,相信未來中國將會完全有能力去打造自己的高端晶片,中國的科研工作者加油!

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