hírek
Hogyan szakadnak meg a szénalapú félvezetők?
Az elmúlt fél évszázadban a félvezető ipar a Moore törvényének pályáját követi, hogy nagy sebességgel alakuljon ki. Napjainkban a folyamat egyszerűsítésének módja a folyamat korszerűsítésével a folyamat már nem teljes mértékben megfelel az idők igényeinek, és a félvezető ipar fokozatosan belépett a "post-moore korszak". A Post-Moore korszak megjelenése új fejlesztési lehetőségeket hozott a kínai integrált áramköri ipar fejlődéséhez. A China Electronics News számos jelentést indított arról, hogy "feltárja az integrált áramkörök megzavaró technológiáit a poszt-moore korszakban", hogy rendezze az integrált áramkörök lehetséges zavaró technológiáit. Megvitassák az egyes technológiák fejlesztési állapotát, ipari problémáit és jövőbeli kilátásait.
A chip gyártási folyamathoz közel 2 nanométerrel a szilícium-alapú chipanyagok potenciálja alapvetően megérintett, és nem felel meg az iparág jövőbeli fejlődésének igényeinek. Az új anyagok használatát alapvető megoldásként ismerik el a teljesítményproblémákra. Ha Moore törvénye valóban meghiúsul, akkor a fizikai korlátok fokozatosan közeledő szilícium-alapú zsetonjai valószínűleg olyan helyzetben lesznek, ahol nincs kifogás. Ebben az esetben a széntartalmú félvezetők lesznek a Megváltó, amely megmutatja nekünk az "új falu" jelenetét? Ebben a szakaszban, hogy a szénalapú félvezetők hogyan juthatnak ki a laboratórium "üvegszobából", és valóban felismerhetik a potenciáljukat még mindig a figyelem és az iparág szembesülésének nehézségei.
A szénalapú félvezetők egyedi előnyökkel rendelkeznek
Moore törvényét követően a félvezető ipar "aranyszabálya", a szilícium-alapú félvezető chipek teljesítménye 18-24 hónaponként kétszerese lesz. Ugyanakkor, mivel a chip méretek továbbra is zsugorodnak, különösen akkor, ha a chip gyártási technológia szintje belép az 5-nomométer-csomópontba, a szilícium-zsetonok fejlődése sok fizikai korlátozással kezdődik, és az iparág fokozatosan felbukkant "Moore törvénye halott" és " A szilícium alapú technológia véget ér. " És más nézetek. A szénalapú félvezetőket a poszt-moore korszak egyik zavaró technológiájának tekintik.
A szénalapú félvezetők egy olyan félvezető anyag, amely a szén nanocsövek (CNT) és grafén által képviselt szénalapú nanoanyagok alapján alakult ki. Az ITRS kutatási jelentése egyértelműen rámutatott arra, hogy a félvezető ipar jövőbeli kutatási fókusza a szénalapú elektronikára kell összpontosítania.
A Moore törvényének folytatása érdekében a kutatók továbbra is új anyagokat és új eszközszerkezeteket fedeztek fel. A hagyományos szilícium alapú technológiával összehasonlítva milyen előnyökkel jár a szénalapú félvezetők, amelyek számtalan tudományos kutatót vonzottak "versenyeznek"?
A pekingi szénalapú integrált áramköri kutatóintézet technikai személyzete korábban azt mondta a "Kína Elektronikai Hírek" riporterje, hogy a szénalapú technológia jobb teljesítményt és alacsonyabb energiafogyasztást élvez, mint a szilícium-alapú technológia. Például, a szén-alapú chipek felhasználásával a 90 nanométeres eljárást várhatóan termelni szilícium alapú chipek a teljesítmény és az integráció egyenértékű a 28-nanométeres technológia csomópont, és a szén-alapú chipek felhasználásával a 28 nanométeres eljárást lehet elérni szilícium-alapú a 7-Nanométeres technológiai csomópontnak megfelelő zsetonok.
Ma Yaobin, egy kutató az Integrált áramkörök Intézetében, a CCID THINK TANK, Carbon nanotubes-t vett, mint példa a kínai elektronikai hírek riporterek bemutatására a szénalapú félvezetők technológiai előnyeit. A "CNT (Carbon Nanocsube) rendkívül magas hordozható mobilitást, nagyon vékony testméretet és kiváló termikus vezetőképességet tartalmaz. A szilícium-alapú processzorokhoz képest a CNFET-alapú processzorok működési sebessége és energiafogyasztása mindkettő körülbelül 3% -ot tartalmazhat. idők, azaz az energia késleltetett termék (EDP) előnye körülbelül 9 alkalommal. " Ma Yaobin azt mondta újságíróknak.
A grafén anyagok használata szintén erős bizonyíték a szénalapú félvezetők előnyeire. Ma Yaobin rámutatott arra, hogy a grafén kiváló jellemzőkkel rendelkezik, mint például a magas hordozó mobilitás és a jó hővezető képesség, amely lehetővé teszi a grafén tranzisztorok számára, hogy nagy jelátviteli sebességet és jó hőelvezetést kapjanak. A jövőben a Graphene várhatóan fontos szerepet játszik a kisebb méretű chipek, 3D csomag összekapcsolásának és a chip hőelvezetés optimalizálásában.
A Carbon NanoTube Technology hajnala
Valójában az emberek folytatása és feltárása a szénalapú félvezető anyagok nemcsak az utóbbi években kezdődtek. A Carbon NanoTube technológia új anyagokkal mindig vonzotta a számtalan tudós figyelmét. 1991-ben a japán fizikus Sumio IIjima, akit a Kínai Tudományos Akadémia külföldi akadémikusaként választottak, váratlanul felfedezték a szén nanocsöveket, amikor nagy felbontású átviteli elektronmikroszkópot alkalmaztak az ARC módszerrel előállított szénszálas termékek megfigyelésére. Észrevételei szerint a szén nanocsövek csöves alakú szénmolekulákból készülnek, amelyek egy "hengerbe", amelyet egy "henger", amelyet a szén-dioxid-anyagok, például a grafit rudak speciális módszer.
2019 augusztusában a szén nanocsövek kutatási eredménye ismét a "Hello, World" karakterláncot, amely minden programozó számára ismert, globális érzés. A folyóirat természetben közzétett papír azt mutatta, hogy a MAX Shulaker és munkatársai az Egyesült Államok Massachusetts Intézetében az Egyesült Államokban sikerült kialakítaniuk és megtervezniük egy szén nanotube mikroprocesszort. Ez a mikroprocesszor egy 16 bites mikroprocesszor, amely több mint 14 000 szén-nanotube (CNT) tranzisztort gyárt. A tervezési és gyártási módszer felülvolja a szén nanocsövekhez kapcsolódó korábbi kihívásokat, és várhatóan a szilícium a fejlett mikroelektronikai eszközökben lesz. Hozzon egy nagy teljesítményű alternatívát. Ezt a mikroprocesszort "RV16X-Nano" néven nevezték el, és sikeresen végrehajtott egy programot a tesztben, üzenet létrehozása: "Hello, World! Én RV16XNANO, Carbon nanotubesből készült."
Ma Yaobin azt mondta újságíróknak, hogy a kutatók a TSMC, a Stanford Egyetem és a Kaliforniai Egyetem, San Diego is közösen kifejlesztett egy felső kapu CNFET (Carbon NanoTube mező hatása tranzisztor), 10 nm-es kapuhosszúság és 68mV / dec.
Tavaly, a csapat akadémiészek a kínai Tudományos Akadémia és professzora az elektronika Peking Egyetem Peking Egyetem Peng Lianmao és professzor Zhang Zhiyong nagy kutatási eredményei a szénalapú félvezető anyagok is adott az iparág új reményét a post-moor korszakban . Május 22-én, 2020. május 22-én a csapat publikált egy papírt "nagy sűrűségű félvezető szén nanotube párhuzamos tömbök a nagy teljesítményű elektronika" a tudományos magazinban, bevezetve a csapat legfrissebb többszörös tisztítási és dimenzió-korlátozott önszerelési módszereit. A módszer megoldja az anyagi tisztaság, a sűrűség és a terület problémáit, amelyek hosszú ideig sújtották a szénalapú félvezető anyagok előállítását.
A szénalapú félvezetők kutatásának előrehaladása nem mindig sima vitorlázás. A "nagy hullámok" után néhány intézmény és vállalat kutatása ezen a területen történt. Már 2014-ben, az IBM tett merész retorika, mondván, hogy ez használható szén nanocsövek előállítására chips 5-ször gyorsabb, mint akkor 2020-ra, de nincs további előrelépés a kutatás és fejlesztés.
A szénalapú és szilícium-alapú áramköröket másképp kell fejleszteni
Bár a szén nanocsövek és a grafén által képviselt szénalapú félvezetőknek számos technikai előnye van, és a piaci potenciál nyilvánvaló mindannyian, még mindig sok nehézség van a magas színvonalú, tömegtermelésben és a szén-dioxid-alapú félvezetők számára.
Nem könnyű a széncsövekhez, hogy vékony filmeket képezzen a VLSI áramkörök feldolgozásához. Professzor Wan Qing az iskola az elektronikus tudomány és mérnöki Nanjing Egyetem kifejezte véleményét a "China Electronics News" riporter: Ha ez közvetlen irányított növekedése, nehéz elérni a nagy sűrűségű tökéletes félvezető szénfilm; A nagyterületű (12 hüvelykes) nano-skála nagyon nagyméretű integrált áramköri technológiák igényeinek kielégítése érdekében a tömeggyártás és a terméktermelés kihívásokká válhat.
A Wan Qing úgy véli, hogy bár egyetlen szénalapú eszköz már jól működik, a szilícium integrált áramkörökhöz képest, a szénalapú félvezetőknek még mindig vannak bizonyos problémák a nano-skála ultra-nagyszabású integráció és ipari hozamok. A hagyományos integrált áramköri alkalmazások tekintetében a széncsövek áramkörei esetleg nem képesek versenyezni a szilícium alapú áramkörökkel, így a szénalapú félvezetőknek differenciált fejlesztésre lehet szükség. A jövőben várhatóan kiutat az új területeken, mint például az érzékelés és a rugalmas rendszerek.
Ma Yaobin azt mondta újságíróknak, hogy az ultra-nagy félvezető tisztaság (99,9999%), in-line (tájolási szög) <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.
Ami a grafont illeti, Ma Yaobin azt mondta, hogy a belső grafén nulla zenekari rés jellemzője nagyon kicsi, ami szintén korlátozza a szénalapú félvezetők alkalmazását a logikai áramkörökben.
A laboratórium "ideális értéke" a piacon a nagyszabású alkalmazáshoz, a szénalapú félvezetők iparosításának útja hosszú és nehéz. Xu Zheng, a Pekingi Jiaotong Egyetem Tudományi Iskola professzora elmondta a "Kína Elektronikai Hírek" riporterje, hogy jelenleg, a szénalapú félvezető anyagok elérte a fizikai tulajdonságokat, de hogy eszközöket, hogy eszközöket kell alávetni Process polírozás. "A technológia megvalósítása és a költségmegvalósítás garanciája a szénalapú félvezetők iparosításának előfeltételei." A nehézségek és kihívások ellenére Xu Zheng még mindig tele van reményben a szénalapú félvezetők jövőjére. "Ha a kapcsolódó berendezések fejlesztési szintje javul, a szénalapú félvezető ipar az iparosodott berendezések támogatásával lehetséges, lehetséges a szénalapú félvezetők számára a nagyszabású és iparosodott fejlődés elérése érdekében."
A szénalapú félvezetők hosszú távon az iparágnak belső készségeket kell termesztenie, és szisztematikus felhalmozódást kell teremtenie. Néhány nappal ezelőtt az akadémikus Peng Lianmao csapat is kifejezte a hajlandóságot arra, hogy a riportereknek alacsony kulcsot tegyen. Ez lehet, hogy megmagyarázhatja az oldalról, hogy ha a szénalapú félvezető ipar további fejlesztés elérése érdekében az iparnak továbbra is a kutatásra és a fejlesztésre és a földre kell összpontosítania.
A chip gyártási folyamathoz közel 2 nanométerrel a szilícium-alapú chipanyagok potenciálja alapvetően megérintett, és nem felel meg az iparág jövőbeli fejlődésének igényeinek. Az új anyagok használatát alapvető megoldásként ismerik el a teljesítményproblémákra. Ha Moore törvénye valóban meghiúsul, akkor a fizikai korlátok fokozatosan közeledő szilícium-alapú zsetonjai valószínűleg olyan helyzetben lesznek, ahol nincs kifogás. Ebben az esetben a széntartalmú félvezetők lesznek a Megváltó, amely megmutatja nekünk az "új falu" jelenetét? Ebben a szakaszban, hogy a szénalapú félvezetők hogyan juthatnak ki a laboratórium "üvegszobából", és valóban felismerhetik a potenciáljukat még mindig a figyelem és az iparág szembesülésének nehézségei.
A szénalapú félvezetők egyedi előnyökkel rendelkeznek
Moore törvényét követően a félvezető ipar "aranyszabálya", a szilícium-alapú félvezető chipek teljesítménye 18-24 hónaponként kétszerese lesz. Ugyanakkor, mivel a chip méretek továbbra is zsugorodnak, különösen akkor, ha a chip gyártási technológia szintje belép az 5-nomométer-csomópontba, a szilícium-zsetonok fejlődése sok fizikai korlátozással kezdődik, és az iparág fokozatosan felbukkant "Moore törvénye halott" és " A szilícium alapú technológia véget ér. " És más nézetek. A szénalapú félvezetőket a poszt-moore korszak egyik zavaró technológiájának tekintik.
A szénalapú félvezetők egy olyan félvezető anyag, amely a szén nanocsövek (CNT) és grafén által képviselt szénalapú nanoanyagok alapján alakult ki. Az ITRS kutatási jelentése egyértelműen rámutatott arra, hogy a félvezető ipar jövőbeli kutatási fókusza a szénalapú elektronikára kell összpontosítania.
A Moore törvényének folytatása érdekében a kutatók továbbra is új anyagokat és új eszközszerkezeteket fedeztek fel. A hagyományos szilícium alapú technológiával összehasonlítva milyen előnyökkel jár a szénalapú félvezetők, amelyek számtalan tudományos kutatót vonzottak "versenyeznek"?
A pekingi szénalapú integrált áramköri kutatóintézet technikai személyzete korábban azt mondta a "Kína Elektronikai Hírek" riporterje, hogy a szénalapú technológia jobb teljesítményt és alacsonyabb energiafogyasztást élvez, mint a szilícium-alapú technológia. Például, a szén-alapú chipek felhasználásával a 90 nanométeres eljárást várhatóan termelni szilícium alapú chipek a teljesítmény és az integráció egyenértékű a 28-nanométeres technológia csomópont, és a szén-alapú chipek felhasználásával a 28 nanométeres eljárást lehet elérni szilícium-alapú a 7-Nanométeres technológiai csomópontnak megfelelő zsetonok.
Ma Yaobin, egy kutató az Integrált áramkörök Intézetében, a CCID THINK TANK, Carbon nanotubes-t vett, mint példa a kínai elektronikai hírek riporterek bemutatására a szénalapú félvezetők technológiai előnyeit. A "CNT (Carbon Nanocsube) rendkívül magas hordozható mobilitást, nagyon vékony testméretet és kiváló termikus vezetőképességet tartalmaz. A szilícium-alapú processzorokhoz képest a CNFET-alapú processzorok működési sebessége és energiafogyasztása mindkettő körülbelül 3% -ot tartalmazhat. idők, azaz az energia késleltetett termék (EDP) előnye körülbelül 9 alkalommal. " Ma Yaobin azt mondta újságíróknak.
A grafén anyagok használata szintén erős bizonyíték a szénalapú félvezetők előnyeire. Ma Yaobin rámutatott arra, hogy a grafén kiváló jellemzőkkel rendelkezik, mint például a magas hordozó mobilitás és a jó hővezető képesség, amely lehetővé teszi a grafén tranzisztorok számára, hogy nagy jelátviteli sebességet és jó hőelvezetést kapjanak. A jövőben a Graphene várhatóan fontos szerepet játszik a kisebb méretű chipek, 3D csomag összekapcsolásának és a chip hőelvezetés optimalizálásában.
A Carbon NanoTube Technology hajnala
Valójában az emberek folytatása és feltárása a szénalapú félvezető anyagok nemcsak az utóbbi években kezdődtek. A Carbon NanoTube technológia új anyagokkal mindig vonzotta a számtalan tudós figyelmét. 1991-ben a japán fizikus Sumio IIjima, akit a Kínai Tudományos Akadémia külföldi akadémikusaként választottak, váratlanul felfedezték a szén nanocsöveket, amikor nagy felbontású átviteli elektronmikroszkópot alkalmaztak az ARC módszerrel előállított szénszálas termékek megfigyelésére. Észrevételei szerint a szén nanocsövek csöves alakú szénmolekulákból készülnek, amelyek egy "hengerbe", amelyet egy "henger", amelyet a szén-dioxid-anyagok, például a grafit rudak speciális módszer.
2019 augusztusában a szén nanocsövek kutatási eredménye ismét a "Hello, World" karakterláncot, amely minden programozó számára ismert, globális érzés. A folyóirat természetben közzétett papír azt mutatta, hogy a MAX Shulaker és munkatársai az Egyesült Államok Massachusetts Intézetében az Egyesült Államokban sikerült kialakítaniuk és megtervezniük egy szén nanotube mikroprocesszort. Ez a mikroprocesszor egy 16 bites mikroprocesszor, amely több mint 14 000 szén-nanotube (CNT) tranzisztort gyárt. A tervezési és gyártási módszer felülvolja a szén nanocsövekhez kapcsolódó korábbi kihívásokat, és várhatóan a szilícium a fejlett mikroelektronikai eszközökben lesz. Hozzon egy nagy teljesítményű alternatívát. Ezt a mikroprocesszort "RV16X-Nano" néven nevezték el, és sikeresen végrehajtott egy programot a tesztben, üzenet létrehozása: "Hello, World! Én RV16XNANO, Carbon nanotubesből készült."
Ma Yaobin azt mondta újságíróknak, hogy a kutatók a TSMC, a Stanford Egyetem és a Kaliforniai Egyetem, San Diego is közösen kifejlesztett egy felső kapu CNFET (Carbon NanoTube mező hatása tranzisztor), 10 nm-es kapuhosszúság és 68mV / dec.
Tavaly, a csapat akadémiészek a kínai Tudományos Akadémia és professzora az elektronika Peking Egyetem Peking Egyetem Peng Lianmao és professzor Zhang Zhiyong nagy kutatási eredményei a szénalapú félvezető anyagok is adott az iparág új reményét a post-moor korszakban . Május 22-én, 2020. május 22-én a csapat publikált egy papírt "nagy sűrűségű félvezető szén nanotube párhuzamos tömbök a nagy teljesítményű elektronika" a tudományos magazinban, bevezetve a csapat legfrissebb többszörös tisztítási és dimenzió-korlátozott önszerelési módszereit. A módszer megoldja az anyagi tisztaság, a sűrűség és a terület problémáit, amelyek hosszú ideig sújtották a szénalapú félvezető anyagok előállítását.
A szénalapú félvezetők kutatásának előrehaladása nem mindig sima vitorlázás. A "nagy hullámok" után néhány intézmény és vállalat kutatása ezen a területen történt. Már 2014-ben, az IBM tett merész retorika, mondván, hogy ez használható szén nanocsövek előállítására chips 5-ször gyorsabb, mint akkor 2020-ra, de nincs további előrelépés a kutatás és fejlesztés.
A szénalapú és szilícium-alapú áramköröket másképp kell fejleszteni
Bár a szén nanocsövek és a grafén által képviselt szénalapú félvezetőknek számos technikai előnye van, és a piaci potenciál nyilvánvaló mindannyian, még mindig sok nehézség van a magas színvonalú, tömegtermelésben és a szén-dioxid-alapú félvezetők számára.
Nem könnyű a széncsövekhez, hogy vékony filmeket képezzen a VLSI áramkörök feldolgozásához. Professzor Wan Qing az iskola az elektronikus tudomány és mérnöki Nanjing Egyetem kifejezte véleményét a "China Electronics News" riporter: Ha ez közvetlen irányított növekedése, nehéz elérni a nagy sűrűségű tökéletes félvezető szénfilm; A nagyterületű (12 hüvelykes) nano-skála nagyon nagyméretű integrált áramköri technológiák igényeinek kielégítése érdekében a tömeggyártás és a terméktermelés kihívásokká válhat.
A Wan Qing úgy véli, hogy bár egyetlen szénalapú eszköz már jól működik, a szilícium integrált áramkörökhöz képest, a szénalapú félvezetőknek még mindig vannak bizonyos problémák a nano-skála ultra-nagyszabású integráció és ipari hozamok. A hagyományos integrált áramköri alkalmazások tekintetében a széncsövek áramkörei esetleg nem képesek versenyezni a szilícium alapú áramkörökkel, így a szénalapú félvezetőknek differenciált fejlesztésre lehet szükség. A jövőben várhatóan kiutat az új területeken, mint például az érzékelés és a rugalmas rendszerek.
Ma Yaobin azt mondta újságíróknak, hogy az ultra-nagy félvezető tisztaság (99,9999%), in-line (tájolási szög) <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.
Ami a grafont illeti, Ma Yaobin azt mondta, hogy a belső grafén nulla zenekari rés jellemzője nagyon kicsi, ami szintén korlátozza a szénalapú félvezetők alkalmazását a logikai áramkörökben.
A laboratórium "ideális értéke" a piacon a nagyszabású alkalmazáshoz, a szénalapú félvezetők iparosításának útja hosszú és nehéz. Xu Zheng, a Pekingi Jiaotong Egyetem Tudományi Iskola professzora elmondta a "Kína Elektronikai Hírek" riporterje, hogy jelenleg, a szénalapú félvezető anyagok elérte a fizikai tulajdonságokat, de hogy eszközöket, hogy eszközöket kell alávetni Process polírozás. "A technológia megvalósítása és a költségmegvalósítás garanciája a szénalapú félvezetők iparosításának előfeltételei." A nehézségek és kihívások ellenére Xu Zheng még mindig tele van reményben a szénalapú félvezetők jövőjére. "Ha a kapcsolódó berendezések fejlesztési szintje javul, a szénalapú félvezető ipar az iparosodott berendezések támogatásával lehetséges, lehetséges a szénalapú félvezetők számára a nagyszabású és iparosodott fejlődés elérése érdekében."
A szénalapú félvezetők hosszú távon az iparágnak belső készségeket kell termesztenie, és szisztematikus felhalmozódást kell teremtenie. Néhány nappal ezelőtt az akadémikus Peng Lianmao csapat is kifejezte a hajlandóságot arra, hogy a riportereknek alacsony kulcsot tegyen. Ez lehet, hogy megmagyarázhatja az oldalról, hogy ha a szénalapú félvezető ipar további fejlesztés elérése érdekében az iparnak továbbra is a kutatásra és a fejlesztésre és a földre kell összpontosítania.