Zprávy
Jak prorijí polovodiče na bázi uhlíku?
Během posledních půlstoletí, polovodičový průmysl následoval trajektorii Mooreova zákona, aby se vyvíjel vysokou rychlostí. V současné době může způsob zlepšování výkonu čipů jednoduše modernizací procesu tímto způsobem plně uspokojit potřeby časů a polovodičový průmysl postupně vstoupil do "post-moore éry". Příchod éry post-moore přinesl nové rozvojové příležitosti pro rozvoj čínského integrovaného obvodu obvodu. Čína Electronics News spustila řadu zpráv o "zkoumání rušivých technologií integrovaných obvodů v post-moore éře", aby se vyřešily potenciální rušivé technologie integrovaných obvodů. Diskutujte o stavu rozvoje, průmyslových problémů a budoucí vyhlídky každé technologie.
S procesem výroby čipu se blíží 2 nanometry, potenciál silikonových materiálů na bázi čipů na bázi křemíku je v podstatě poklepán, a nemůže uspokojit potřeby budoucího vývoje odvětví. Použití nových materiálů je rozpoznáno jako základní řešení problémů s výkonem třísky. Pokud Mooreův zákon opravdu selže, křemíkové čipy, které se postupně blíží fyzickými limity, budou pravděpodobně v situaci, kdy není pochybnost. V tomto případě bude polovodičory založené na uhlíku Spasitele, který nám ukáže scénu "nové vesnice"? V této fázi se, jak se navazují polovodiče založené na uhlíku z "skleněné místnosti" laboratoře a skutečně si uvědomit, že jejich potenciál je stále zaměřením pozornosti a obtíží, kterým čelí průmysl.
Polovodiče na bázi uhlíku mají jedinečné výhody
Po Mooreově právu, "Zlaté pravidlo" polovodičového průmyslu bude výkon ze silikonových polovodičových žetonů zdvojnásobit každých 18 až 24 měsíců. Nicméně, jak sepa čipových velikostí nadále se zmenšují, zejména když úroveň technologie výroby čipu vstoupí do uzlu 5 nanometrů, rozvoj silikonových žetonů začíná čelit mnoha fyzickými omezeními a průmysl se postupně objevil "Mooreův zákon je mrtvý" a " Silicon-založená technologie skončila. " A další názory. Polovodiče na bázi uhlíku jsou považovány za jedno z rušivých technologií v éře post-moore.
Semiconductor na bázi uhlíku je polovodičový materiál vyvinutý na základě nanomateriálů na bázi uhlíku, reprezentovaným uhlíkovými nanotrubičkami (CNT) a grafenem. Výzkumná zpráva ITRS jasně poukázala na to, že budoucí zaměření v oblasti výzkumu polovodičového průmyslu by se mělo zaměřit na elektroniku na bázi uhlíku.
Za účelem pokračování Mooreova zákona, výzkumníci pokračovali v prozkoumání nových materiálů a nových konstrukcí zařízení. Ve srovnání s tradiční technologií na bázi křemíku, jaké výhody konkurují polovodiče na bázi uhlíku, které přilákaly nespočet vědeckých výzkumníků "soutěžit"?
Technickým personálem integrovaného obvodu v Pekingu na bázi v Pekingu, který byl dříve řekl reportérovi "Číny elektroniky News", že technologie založená na carbonech má lepší výkon a nižší spotřebu energie než technologie na bázi křemíku. Očekává se například, že čipy na bázi uhlíku s použitím procesu 90 nanometru produkovat čipy na bázi křemíku s výkonem a integrací ekvivalentem 28-nanometru technologického uzlu a uhlíkové lupínky, které používají 28 nanometru, mohou dosáhnout křemíku Čipy ekvivalentní technologickému uzlu 7 nanometrů.
MA Yaobin, výzkumný pracovník na Institutu integrovaných obvodů, CCID think tank, vzal si uhlíkové nanotrubičky jako příklad pro zobrazení reportérů z Číny Electronics News o technologických výhod polovodičů na bázi uhlíku. "CNT (uhlík nanotube) má extrémně vysokou mobilitu nosiče, velmi tenké tělesné velikosti a vynikající tepelnou vodivost. Ve srovnání se zpracovateli na bázi křemíku mohou mít provozní rychlost a spotřeba energie procesorů CNFET oba přibližně 3%. Výhodou dvou Times, tj. Výhodou produktu pro zpoždění energie (EDP) asi 9krát. " Ma Yaobin řekl novinářům.
Použití materiálů grafenu je také silným důkazem o výhodách polovodičů na bázi uhlíku. MA Yaobin poukázal na reportéry, že grafen má vynikající vlastnosti, jako je vysoká mobilita dopravce a dobrou tepelnou vodivost, což umožňuje grafenové tranzistory pro získání vysoké rychlosti přenosu signálu a dobré odvod tepla. Očekává se, že grafen bude v budoucnu hrát důležitou roli při realizaci menší velikosti čipy, propojení 3D balení a optimalizace odvodu tepla čipu.
Svítí technologie uhlíkových nanotube
Ve skutečnosti, pronásledování a průzkum a průzkumu polovodičových materiálů založených na karbonech se v posledních letech nejen začaly. Technologie uhlíkové nanotube pomocí nových materiálů vždy přitahovala pozornost nespočet vědců. V roce 1991, japonský fyzik SUMIO IIJIMA, který byl zvolen jako zahraniční akademik čínské akademie věd, neočekávaně objevil uhlíkové nanotrubičky, když používal vysoce rozlišení převodového elektronového mikroskopu, aby pozoroval výrobky z uhlíkových vláken vyrobených způsobem ARC. Podle jeho pozorování jsou uhlíkové nanotrubičky vyrobeny z molekul s uhlíkem uspořádanými v trubkovitém tvaru, které mohou být považovány za jedinou vrstvu grafitu válcovaného do "válce", která je třeba připravit z uhlíkových materiálů, jako jsou grafitové tyče speciální metoda.
V srpnu 2019, výsledek výsledku uhlíkové nanotrubičky opět učinil řetězec "Ahoj, World" řetězec postav, které jsou známé každému programátorovi globální pocit. Příspěvek publikovaný v časopise Nature ukázal, že Max Shulaker a jeho kolegové v Massachusetts Institute of Technology ve Spojených státech podařilo navrhnout a konstruovat mikroprocesor s uhlíkovým nanotube. Tento mikroprocesor je 16-bitový mikroprocesor vyrobený za použití tranzistorů více než 14 000 nanotube (CNT). Jeho konstrukční a výrobní metoda překonává předchozí výzvy související s uhlíkovými nanotrubičkami a očekává se, že je silikon v pokročilých mikroelektronických zařízeních. Přinést vysokoškolskou alternativu. Tento mikroprocesor byl pojmenován "RV16x-nano" a úspěšně provedl program v testu, generování zprávy: "Ahoj, World! Jsem Rv16xnano, vyrobený z uhlíkových nanotrubiček."
MA Yaobin řekl novinářům, že výzkumníci z TSMC, Stanford University a University of California, San Diego, San Diego také společně vyvinuly top-bránu CNFET (tranzistorový tranzistor v poli Nanotube) s délkou brány 10nm a subthreshold houpačka 68mv / dec.
V loňském roce tým akademiků čínské akademie věd a profesorů katedry elektroniky Peking University Peng Lianmao a profesor Zhang Zhiyong hlavní výzkum výsledky výzkumu založené na uhlíkové polovodičové materiály také dal průmyslu novou naději v post-moor éře . Dne 22. května 2020 publikoval tým papíru "s vysokou hustotou polovodičí uhlíku Nanotube paralelní pole pro vysoce výkonnou elektroniku" ve vědeckém časopise, zavedení nejnovějšího vývoje týmu více čištění a rozměrově omezených samosprávných metod omezených. Způsob řeší problémy čistoty materiálu, hustoty a oblasti, která dlouhodobě sužovala přípravu polovodičových materiálů na bázi uhlíku.
Průběh výzkumu na polovodičů na bázi uhlíku není vždy hladký plachtění. Po "velkých vlnách", výzkum v této oblasti některými institucemi a společností se zastavil. Již v roce 2014, IBM provedl odvážnou rétoriku, říkalo, že by použilo uhlík nanotrubičky za vzniku čipů 5krát rychlejší než pak do roku 2020, ale ve výzkumu a vývoji neexistuje další pokrok.
Je třeba vyvinout obvody na bázi uhlíku a křemíku
Ačkoli polovodičky založené na uhlíku reprezentovanou uhlíkovými nanotrubičkami a grafenem mají mnoho technických výhod a tržní potenciál je zřejmý všem, stále existuje mnoho obtíží při kvalitním, masovém výrobě a praktickém použití polovodičů na bázi uhlíku.
Pro uhlíkové trubice není snadné vytvořit tenké fólie pro zpracování VLSI obvodů. Profesor WAN Qing školy elektronické vědy a inženýrství Nanjing University vyjádřil svůj názor na reportér "Čína elektronika Novinky": Pokud je to přímé směrové růst, je obtížné získat vysokou hustotu perfektní polovodičový uhlíkový film; Pro splnění potřeb velké plochy (12palcové) nano-měřítko velmi rozsáhlé integrované technologie integrovaných obvodů, hromadné výroby a výnos výrobku se mohou stát výzvami.
Wan Qing se domnívá, že i když se jedno zařízení na bázi uhlíku již dorazí dobře, ve srovnání se silikonovými integrovanými obvody, polovodičů na bázi uhlíku stále mají určité problémy v nan-měřítku ultra-rozsáhlé integrace a průmyslového výnosu. Z hlediska konvenčních aplikací integrovaných obvodů nemusí být obvody uhlíkové trubice schopny konkurovat obvody na bázi křemíku v současné době, takže polovodičy na bázi uhlíku mohou potřebovat diferencovaný vývoj. V budoucnu se očekává, že najde cestu ven v nových oblastech, jako jsou snímání a flexibilní systémy.
MA Yaobin řekl novinářům, že dávková příprava ultra-vysoké polovodičové čistoty (99.9999%), in-line (orientační úhel <9°), high density (100-200/μm), and large-area uniform CNT array film currently exists. Difficulties, which hinder the rapid application of CNFET in the field of integrated circuits. "In terms of purity, the current prepared CNTs will have the symbiosis phenomenon of semiconductors and metal CNTs, and the appearance of metal CNTs will cause serious degradation of the electrical performance of devices and chips." Ma Yaobin said.
Co se týče grafenu, mA Yaobin řekl, že funkce Grapan Feer Funkce vnitřního grafenu činí poměr transistorického spínače grafenu velmi malý, což také omezuje aplikaci polovodičů na bázi uhlíku v logických obvodech.
Ze "ideální hodnoty" laboratoře do rozsáhlé aplikace na trhu je cesta k industrializaci polovodičů na bázi uhlíku dlouhá a obtížná. Xu Zheng, profesor ve škole vědy v Pekingu Jiaotong University, řekl reportér "Čína elektronika novinky", že v současné době, polovodičové materiály založené na karbonu dosáhly fyzikálních vlastností, ale aby zařízení, potřebují podstoupit mnoho Proces leštění. "Realizace technologie a záruka nákladové výkonnosti jsou předpoklady pro industrializaci polovodičů založených na uhlíku." Navzdory obtížím a výzvám je Xu Zheng stále plný naděje na budoucnost polovodičů na bázi uhlíku. "Pokud se zlepšuje úroveň rozvoje souvisejícího vybavení, může s polovodičovým průmyslem založeným na karbonu s podporou industrializovaného vybavení, je možné pro polovodiče na bázi uhlíku k dosažení rozsáhlého a průmyslového rozvoje."
V dlouhé cestě k bojování polovodičů založených na uhlíku potřebuje průmysl kultivovat interní dovednosti a tvořit systematickou akumulaci technologie. Před několika dny, tým Academic Peng Lianmao tým také vyjádřil ochotu dělat věci s nízkým klíčem k reportérům. To může být schopno vysvětlit ze strany, že v případě, že v případě, že se s polovodičovým průmyslem založeným na uhlíku dosáhnout dalšího vývoje, je třeba průmysl soustředit na výzkum a vývoj a být dolů-to-Země.
S procesem výroby čipu se blíží 2 nanometry, potenciál silikonových materiálů na bázi čipů na bázi křemíku je v podstatě poklepán, a nemůže uspokojit potřeby budoucího vývoje odvětví. Použití nových materiálů je rozpoznáno jako základní řešení problémů s výkonem třísky. Pokud Mooreův zákon opravdu selže, křemíkové čipy, které se postupně blíží fyzickými limity, budou pravděpodobně v situaci, kdy není pochybnost. V tomto případě bude polovodičory založené na uhlíku Spasitele, který nám ukáže scénu "nové vesnice"? V této fázi se, jak se navazují polovodiče založené na uhlíku z "skleněné místnosti" laboratoře a skutečně si uvědomit, že jejich potenciál je stále zaměřením pozornosti a obtíží, kterým čelí průmysl.
Polovodiče na bázi uhlíku mají jedinečné výhody
Po Mooreově právu, "Zlaté pravidlo" polovodičového průmyslu bude výkon ze silikonových polovodičových žetonů zdvojnásobit každých 18 až 24 měsíců. Nicméně, jak sepa čipových velikostí nadále se zmenšují, zejména když úroveň technologie výroby čipu vstoupí do uzlu 5 nanometrů, rozvoj silikonových žetonů začíná čelit mnoha fyzickými omezeními a průmysl se postupně objevil "Mooreův zákon je mrtvý" a " Silicon-založená technologie skončila. " A další názory. Polovodiče na bázi uhlíku jsou považovány za jedno z rušivých technologií v éře post-moore.
Semiconductor na bázi uhlíku je polovodičový materiál vyvinutý na základě nanomateriálů na bázi uhlíku, reprezentovaným uhlíkovými nanotrubičkami (CNT) a grafenem. Výzkumná zpráva ITRS jasně poukázala na to, že budoucí zaměření v oblasti výzkumu polovodičového průmyslu by se mělo zaměřit na elektroniku na bázi uhlíku.
Za účelem pokračování Mooreova zákona, výzkumníci pokračovali v prozkoumání nových materiálů a nových konstrukcí zařízení. Ve srovnání s tradiční technologií na bázi křemíku, jaké výhody konkurují polovodiče na bázi uhlíku, které přilákaly nespočet vědeckých výzkumníků "soutěžit"?
Technickým personálem integrovaného obvodu v Pekingu na bázi v Pekingu, který byl dříve řekl reportérovi "Číny elektroniky News", že technologie založená na carbonech má lepší výkon a nižší spotřebu energie než technologie na bázi křemíku. Očekává se například, že čipy na bázi uhlíku s použitím procesu 90 nanometru produkovat čipy na bázi křemíku s výkonem a integrací ekvivalentem 28-nanometru technologického uzlu a uhlíkové lupínky, které používají 28 nanometru, mohou dosáhnout křemíku Čipy ekvivalentní technologickému uzlu 7 nanometrů.
MA Yaobin, výzkumný pracovník na Institutu integrovaných obvodů, CCID think tank, vzal si uhlíkové nanotrubičky jako příklad pro zobrazení reportérů z Číny Electronics News o technologických výhod polovodičů na bázi uhlíku. "CNT (uhlík nanotube) má extrémně vysokou mobilitu nosiče, velmi tenké tělesné velikosti a vynikající tepelnou vodivost. Ve srovnání se zpracovateli na bázi křemíku mohou mít provozní rychlost a spotřeba energie procesorů CNFET oba přibližně 3%. Výhodou dvou Times, tj. Výhodou produktu pro zpoždění energie (EDP) asi 9krát. " Ma Yaobin řekl novinářům.
Použití materiálů grafenu je také silným důkazem o výhodách polovodičů na bázi uhlíku. MA Yaobin poukázal na reportéry, že grafen má vynikající vlastnosti, jako je vysoká mobilita dopravce a dobrou tepelnou vodivost, což umožňuje grafenové tranzistory pro získání vysoké rychlosti přenosu signálu a dobré odvod tepla. Očekává se, že grafen bude v budoucnu hrát důležitou roli při realizaci menší velikosti čipy, propojení 3D balení a optimalizace odvodu tepla čipu.
Svítí technologie uhlíkových nanotube
Ve skutečnosti, pronásledování a průzkum a průzkumu polovodičových materiálů založených na karbonech se v posledních letech nejen začaly. Technologie uhlíkové nanotube pomocí nových materiálů vždy přitahovala pozornost nespočet vědců. V roce 1991, japonský fyzik SUMIO IIJIMA, který byl zvolen jako zahraniční akademik čínské akademie věd, neočekávaně objevil uhlíkové nanotrubičky, když používal vysoce rozlišení převodového elektronového mikroskopu, aby pozoroval výrobky z uhlíkových vláken vyrobených způsobem ARC. Podle jeho pozorování jsou uhlíkové nanotrubičky vyrobeny z molekul s uhlíkem uspořádanými v trubkovitém tvaru, které mohou být považovány za jedinou vrstvu grafitu válcovaného do "válce", která je třeba připravit z uhlíkových materiálů, jako jsou grafitové tyče speciální metoda.
V srpnu 2019, výsledek výsledku uhlíkové nanotrubičky opět učinil řetězec "Ahoj, World" řetězec postav, které jsou známé každému programátorovi globální pocit. Příspěvek publikovaný v časopise Nature ukázal, že Max Shulaker a jeho kolegové v Massachusetts Institute of Technology ve Spojených státech podařilo navrhnout a konstruovat mikroprocesor s uhlíkovým nanotube. Tento mikroprocesor je 16-bitový mikroprocesor vyrobený za použití tranzistorů více než 14 000 nanotube (CNT). Jeho konstrukční a výrobní metoda překonává předchozí výzvy související s uhlíkovými nanotrubičkami a očekává se, že je silikon v pokročilých mikroelektronických zařízeních. Přinést vysokoškolskou alternativu. Tento mikroprocesor byl pojmenován "RV16x-nano" a úspěšně provedl program v testu, generování zprávy: "Ahoj, World! Jsem Rv16xnano, vyrobený z uhlíkových nanotrubiček."
MA Yaobin řekl novinářům, že výzkumníci z TSMC, Stanford University a University of California, San Diego, San Diego také společně vyvinuly top-bránu CNFET (tranzistorový tranzistor v poli Nanotube) s délkou brány 10nm a subthreshold houpačka 68mv / dec.
V loňském roce tým akademiků čínské akademie věd a profesorů katedry elektroniky Peking University Peng Lianmao a profesor Zhang Zhiyong hlavní výzkum výsledky výzkumu založené na uhlíkové polovodičové materiály také dal průmyslu novou naději v post-moor éře . Dne 22. května 2020 publikoval tým papíru "s vysokou hustotou polovodičí uhlíku Nanotube paralelní pole pro vysoce výkonnou elektroniku" ve vědeckém časopise, zavedení nejnovějšího vývoje týmu více čištění a rozměrově omezených samosprávných metod omezených. Způsob řeší problémy čistoty materiálu, hustoty a oblasti, která dlouhodobě sužovala přípravu polovodičových materiálů na bázi uhlíku.
Průběh výzkumu na polovodičů na bázi uhlíku není vždy hladký plachtění. Po "velkých vlnách", výzkum v této oblasti některými institucemi a společností se zastavil. Již v roce 2014, IBM provedl odvážnou rétoriku, říkalo, že by použilo uhlík nanotrubičky za vzniku čipů 5krát rychlejší než pak do roku 2020, ale ve výzkumu a vývoji neexistuje další pokrok.
Je třeba vyvinout obvody na bázi uhlíku a křemíku
Ačkoli polovodičky založené na uhlíku reprezentovanou uhlíkovými nanotrubičkami a grafenem mají mnoho technických výhod a tržní potenciál je zřejmý všem, stále existuje mnoho obtíží při kvalitním, masovém výrobě a praktickém použití polovodičů na bázi uhlíku.
Pro uhlíkové trubice není snadné vytvořit tenké fólie pro zpracování VLSI obvodů. Profesor WAN Qing školy elektronické vědy a inženýrství Nanjing University vyjádřil svůj názor na reportér "Čína elektronika Novinky": Pokud je to přímé směrové růst, je obtížné získat vysokou hustotu perfektní polovodičový uhlíkový film; Pro splnění potřeb velké plochy (12palcové) nano-měřítko velmi rozsáhlé integrované technologie integrovaných obvodů, hromadné výroby a výnos výrobku se mohou stát výzvami.
Wan Qing se domnívá, že i když se jedno zařízení na bázi uhlíku již dorazí dobře, ve srovnání se silikonovými integrovanými obvody, polovodičů na bázi uhlíku stále mají určité problémy v nan-měřítku ultra-rozsáhlé integrace a průmyslového výnosu. Z hlediska konvenčních aplikací integrovaných obvodů nemusí být obvody uhlíkové trubice schopny konkurovat obvody na bázi křemíku v současné době, takže polovodičy na bázi uhlíku mohou potřebovat diferencovaný vývoj. V budoucnu se očekává, že najde cestu ven v nových oblastech, jako jsou snímání a flexibilní systémy.
MA Yaobin řekl novinářům, že dávková příprava ultra-vysoké polovodičové čistoty (99.9999%), in-line (orientační úhel <9°), high density (100-200/μm), and large-area uniform CNT array film currently exists. Difficulties, which hinder the rapid application of CNFET in the field of integrated circuits. "In terms of purity, the current prepared CNTs will have the symbiosis phenomenon of semiconductors and metal CNTs, and the appearance of metal CNTs will cause serious degradation of the electrical performance of devices and chips." Ma Yaobin said.
Co se týče grafenu, mA Yaobin řekl, že funkce Grapan Feer Funkce vnitřního grafenu činí poměr transistorického spínače grafenu velmi malý, což také omezuje aplikaci polovodičů na bázi uhlíku v logických obvodech.
Ze "ideální hodnoty" laboratoře do rozsáhlé aplikace na trhu je cesta k industrializaci polovodičů na bázi uhlíku dlouhá a obtížná. Xu Zheng, profesor ve škole vědy v Pekingu Jiaotong University, řekl reportér "Čína elektronika novinky", že v současné době, polovodičové materiály založené na karbonu dosáhly fyzikálních vlastností, ale aby zařízení, potřebují podstoupit mnoho Proces leštění. "Realizace technologie a záruka nákladové výkonnosti jsou předpoklady pro industrializaci polovodičů založených na uhlíku." Navzdory obtížím a výzvám je Xu Zheng stále plný naděje na budoucnost polovodičů na bázi uhlíku. "Pokud se zlepšuje úroveň rozvoje souvisejícího vybavení, může s polovodičovým průmyslem založeným na karbonu s podporou industrializovaného vybavení, je možné pro polovodiče na bázi uhlíku k dosažení rozsáhlého a průmyslového rozvoje."
V dlouhé cestě k bojování polovodičů založených na uhlíku potřebuje průmysl kultivovat interní dovednosti a tvořit systematickou akumulaci technologie. Před několika dny, tým Academic Peng Lianmao tým také vyjádřil ochotu dělat věci s nízkým klíčem k reportérům. To může být schopno vysvětlit ze strany, že v případě, že v případě, že se s polovodičovým průmyslem založeným na uhlíku dosáhnout dalšího vývoje, je třeba průmysl soustředit na výzkum a vývoj a být dolů-to-Země.