第三百七十三章碳基芯片问世

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说实在的，哪怕是到了今日，秦元清扶持华芯科技，可是在涉及集成电路高端制造领域，华夏与西方国家依旧有着不小的差距。<r />

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别的不说，单单阿斯麦公司的极紫外光刻机（euv），汇聚了所有西方国家最顶尖的制造技术，堪称人类有史以来最紧密的工业品。<r />

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与航空发动机一起，成为工业制造皇冠上的一颗明珠。<r />

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秦元清也有完整的极紫外光刻机制造技术，但是他没有兑换，因为实际上现在不怎么需要，光光7纳米、5纳米制程工艺，就需要华芯科技好好吸收一阵子了。<r />

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秦元清也不得不承认，在硅基集成电路时代，西方国家有着巨大的先发优势，华夏很难在这一领域与西方国家展开竞争。在军事应用上还好，放着技术专利管不到军事设备，但是在民用方面，就会受到专利的约束。<r />

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这么多年下来，西方国家那些企业可是充分诠释了什么叫作‘专利流氓’，专利壁垒不是开玩笑的。<r />

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这也是为什么，华夏率先掌握5g技术，然后世界就轰动了，实在是3g时代的红利还没有吃完，4g时代的红利才刚刚开始吃，都还没有吃饱，结果你华威掌握5g技术，这不是砸人家饭碗么。<r />

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更可恶的是，5g技术一突破，华夏已经在建设5g基站，这速度实在是太快了。<r />

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所以才闹得沸沸扬扬。<r />

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秦元清承认，硅基芯片制程上的差距，让华夏很难在短时间内追上西方发达国家，哪怕追上了也称不上弯道超车。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。<r />

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碳纳米管被科学家们寄予了厚望！<r />

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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加强大，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。<r />

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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。<r />

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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。<r />

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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。<r />

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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。<r />

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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。<r />

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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）。<r />

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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。<r />

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而碳纳米管芯片本身产热就少，加上碳纳米管本身的热导率很高，有效地减少了用于散热的能耗，所以碳纳米管的能效会远远高于以硅为材料的晶体管。<r />

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世界范围内，最早实现碳纳米管器件制备的是，其在2014年成功制备出碳纳米管20栅长器件，不过，该器件性能比预期差很多。<r />

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近年来，也有国外的各类实验室号称制备出1栅长的碳纳米管器件，但更多的只是噱头，实际使用性能很差。<r />

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秦元清选中了碳基芯片这个方向后，开始带领碳纳米管器件的研究，然后一大批研究人员就体会到，有大佬亲自带路的便捷性和速度，研发快得一塌糊涂，一遇到瓶颈和难点，就有秦元清亲自上马解决，短短时间内就完成超高纯度电子级碳纳米管量产制备，随后团队便开始在高性能碳纳米管（os互补金属氧化物半导体）晶体管的无掺杂制备、晶体管的极性控制方面进行深入研究。<r />

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“秦院士，好消息！”这一天，秦元清正在投入算法的工作中，潘教授喜气洋洋的过来说道。<r />

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“哦？潘教授，有什么好消息？”秦元清好奇地问道。<r />

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“成功了！碳基芯片成功了！”潘教授兴奋地差点都要跳起来，已经快48岁的潘教授，在这一刻一点也不显得稳重。<r />