Balita
Paano lumabas ang mga semiconductors na nakabatay sa carbon?
Sa nakalipas na kalahating siglo, ang industriya ng semiconductor ay sumusunod sa trajectory ng batas ni Moore na bumuo sa isang mataas na bilis. Ngayong mga araw na ito, ang paraan ng pagpapabuti ng pagganap ng chip sa pamamagitan lamang ng pag-upgrade ng proseso ay hindi na ganap na matugunan ang mga pangangailangan ng mga oras, at ang industriya ng semiconductor ay unti-unting pumasok sa "panahon ng post-moore." Ang pagdating ng panahon ng post-moore ay nagdala ng mga bagong pagkakataon sa pag-unlad sa pagpapaunlad ng integrated circuit industry ng China. Ang China Electronics News ay naglunsad ng isang serye ng mga ulat sa "paggalugad ng mga nakakagambalang teknolohiya ng integrated circuits sa panahon ng post-moore" upang pag-uri-uriin ang mga potensyal na disruptive teknolohiya ng integrated circuits. Talakayin ang katayuan ng pag-unlad, mga problema sa industriya, at mga prospect sa hinaharap ng bawat teknolohiya.
Gamit ang proseso ng pagmamanupaktura ng chip na papalapit sa 2 nanometer, ang potensyal ng mga materyales na nakabatay sa silikon ay karaniwang naka-tapped, at hindi ito maaaring matugunan ang mga pangangailangan ng hinaharap na pag-unlad ng industriya. Ang paggamit ng mga bagong materyales ay kinikilala bilang isang pangunahing solusyon sa mga problema sa pagganap ng chip. Kung ang batas ni Moore ay talagang nabigo, ang mga chips na nakabatay sa silikon na unti-unting lumalapit sa pisikal na mga limitasyon ay malamang na nasa isang sitwasyon kung saan walang paraan. Sa kasong ito, ang carbon-based semiconductors ay ang tagapagligtas na magpapakita sa amin ng tanawin ng "isang bagong nayon"? Sa yugtong ito, kung paano ang mga semiconductors na nakabatay sa carbon ay maaaring makalabas sa "silid ng salamin" ng laboratoryo at tunay na mapagtanto ang kanilang potensyal ay pa rin ang pokus ng pansin at kahirapan na nahaharap sa industriya.
Ang mga semiconductor na nakabatay sa carbon ay may natatanging pakinabang
Kasunod ng Batas ni Moore, ang "Golden Rule" ng industriya ng semiconductor, ang pagganap ng silikon na nakabatay sa semiconductor chips ay doble bawat 18 hanggang 24 na buwan. Gayunpaman, dahil ang mga laki ng chip ay patuloy na lumiliit, lalo na kapag ang antas ng teknolohiya ng paggawa ng chip ay pumapasok sa 5-nanometer node, ang pag-unlad ng silikon chips ay nagsisimula upang harapin ang maraming mga pisikal na hadlang, at ang industriya ay unti-unting lumitaw na "Batas ni Moore ay patay" at " Natapos na ang teknolohiya batay sa silikon. " At iba pang mga pananaw. Ang mga semiconductor na nakabatay sa carbon ay itinuturing na isa sa mga disruptive na teknolohiya sa panahon ng post-moore.
Ang carbon-based semiconductor ay isang materyal na semiconductor na binuo batay sa mga nanomaterial na nakabatay sa carbon, na kinakatawan ng carbon nanotubes (CNT) at graphene. Ang ulat ng pananaliksik ng ITRS ay malinaw na itinuturo na ang hinaharap na pananaliksik pokus ng industriya ng semiconductor ay dapat tumuon sa carbon-based electronics.
Upang ipagpatuloy ang batas ni Moore, patuloy na sinaliksik ng mga mananaliksik ang mga bagong materyales at mga bagong istruktura ng aparato. Kung ikukumpara sa tradisyunal na teknolohiya na nakabatay sa silikon, anong mga pakinabang ang mga semiconductor na nakabatay sa carbon, na nakakuha ng hindi mabilang na mga siyentipikong mananaliksik na "nakikipagkumpitensya"?
Ang teknikal na kawani ng Beijing carbon-based integrated circuit research institute dati sinabi sa reporter ng "China Electronics News" na carbon-based na teknolohiya ay may mas mahusay na pagganap at mas mababang kapangyarihan consumption kaysa silikon-based na teknolohiya. Halimbawa, ang carbon-based chips gamit ang 90-nanometer na proseso ay inaasahang makagawa ng mga chips na batay sa silikon na may pagganap at pagsasama na katumbas ng 28-nanometer na teknolohiya node, at ang carbon-based chips gamit ang 28-nanometer na proseso ay maaaring makamit ang silikon-based Ang mga chips ay katumbas ng node ng teknolohiya ng 7-nanometer.
Ma Yaobin, isang mananaliksik sa Institute of Integrated Circuits, CCID Think Tank, kinuha carbon nanotubes bilang isang halimbawa upang ipakita ang mga reporters mula sa China Electronics News tungkol sa teknolohikal na pakinabang ng carbon-based semiconductors. "CNT (carbon nanotube) ay may napakataas na kadaliang pang-carrier, napaka manipis na laki ng katawan at mahusay na thermal kondaktibiti. Kung ikukumpara sa mga processor na nakabatay sa silikon, ang operating speed at enerhiya consumption ng CNFET-based na mga processor ay maaaring magkaroon ng halos 3%. Ang bentahe ng dalawa beses, iyon ay, ang bentahe ng product ng pagkaantala ng enerhiya (EDP) ng mga 9 na beses. " Sinabi ni Ma Yaobin sa mga reporters.
Ang paggamit ng mga materyales ng graphene ay isang malakas na patunay ng mga pakinabang ng mga semiconductor na nakabatay sa carbon. Ma Yaobin itinuturo sa mga reporters na graphene ay may mahusay na mga katangian tulad ng mataas na carrier kadaliang kumilos at mahusay na thermal kondaktibiti, na nagbibigay-daan sa graphene transistors upang makakuha ng mataas na signal transmission bilis at mahusay na pagwawaldas ng init. Sa hinaharap, ang graphene ay inaasahan na maglaro ng isang mahalagang papel sa pag-unawa ng mas maliit na laki ng chips, 3D package interconnection, at pag-optimize ng chip init dissipation.
Ang bukang-liwayway ng Carbon Nanotube Technology.
Sa katunayan, ang pagtugis ng tao at paggalugad ng mga materyales na batay sa carbon-based semiconductor ay hindi lamang nagsimula sa mga nakaraang taon. Ang teknolohiya ng carbon nanotube gamit ang mga bagong materyales ay palaging naaakit ang pansin ng hindi mabilang na mga siyentipiko. Noong 1991, ang Japanese physicist sumio Iijima, na inihalal bilang isang banyagang akademiko ng Chinese Academy of Sciences, hindi inaasahang natuklasan ang carbon nanotubes kapag ginamit niya ang isang high-resolution na transmisyon elektron mikroskopyo upang obserbahan ang mga produkto ng carbon fiber na ginawa ng pamamaraan ng arc. Ayon sa kanyang mga obserbasyon, ang carbon nanotubes ay gawa sa carbon molecule na nakaayos sa isang tubular na hugis, na maaaring ituring bilang isang solong layer ng grapayt na pinagsama sa isang "silindro", na kailangang ihanda mula sa mga materyales ng carbon tulad ng graphite rods ng isang espesyal na Paraan.
Noong Agosto 2019, isang resulta ng pananaliksik ng carbon nanotubes ay muling ginawa ang "Hello, World" na string ng mga character na pamilyar sa bawat programmer isang pandaigdigang pandamdam. Ang isang papel na inilathala sa Journal Nature ay nagpakita na si Max Shulaker at ang kanyang mga kasamahan sa Massachusetts Institute of Technology sa Estados Unidos ay nakapagdisenyo at nagtatayo ng carbon nanotube microprocessor. Ang microprocessor na ito ay isang 16-bit microprocessor na ginawa gamit ang higit sa 14,000 transistors ng carbon nanotube (CNT). Ang disenyo at manufacturing method nito ay nagtagumpay sa mga nakaraang hamon na may kaugnayan sa carbon nanotubes at inaasahang magiging silikon sa mga advanced na aparatong microelectronic. Dalhin ang isang mataas na pagganap na alternatibo. Ang microprocessor na ito ay pinangalanang "Rv16x-Nano" at matagumpay na pinaandar ang isang programa sa pagsubok, na bumubuo ng isang mensahe: "Hello, World! Ako ay rv16xnano, na gawa sa carbon nanotubes."
Sinabi ni Ma Yaobin sa mga reporters na ang mga mananaliksik mula sa TSMC, Stanford University at ang University of California, ang San Diego ay may sama-sama na binuo ng isang top-gate na CNFET (carbon nanotube field effect transistor) na may haba ng gate ng 10nm at isang subthreshold swing ng 68mV / dec.
Noong nakaraang taon, ang koponan ng mga akademiko ng Chinese Academy of Sciences at professors ng Kagawaran ng Electronics ng Peking University Peng Lianmao at Propesor Zhang Zhiyong ang mga pangunahing resultang research sa carbon-based na mga materyales na semiconductor ay nagbigay rin ng bagong pag-asa sa industriya sa panahon ng post-moor . Noong Mayo 22, 2020, inilathala ng koponan ang isang papel na "high-density semiconductor carbon nanotube parallel arrays para sa high-performance electronics" sa science magazine, na nagpapakilala sa pinakabagong pag-unlad ng koponan ng maramihang paglilinis at dimensyon na napigilan sa mga pamamaraan sa pagpupulong ng self-assembly. Ang pamamaraan ay malulutas ang mga problema ng materyal na kadalisayan, density at lugar na may matagal na plagued ang paghahanda ng mga materyales na batay sa carbon-based na semiconductor.
Ang progreso ng pananaliksik sa carbon-based semiconductors ay hindi palaging makinis na paglalayag. Matapos ang "malaking alon", pananaliksik sa patlang na ito sa pamamagitan ng ilang mga institusyon at mga kumpanya ay stalled. Noong unang bahagi ng 2014, ang IBM ay nag-bold retorika, na nagsasabi na gagamitin nito ang carbon nanotubes upang makabuo ng mga chips 5 beses na mas mabilis kaysa pagkatapos ng 2020, ngunit walang karagdagang pag-unlad sa pananaliksik at pag-unlad.
Ang mga carbon-based at silikon na nakabatay sa circuits ay kailangang maibalik nang iba
Kahit na ang carbon-based semiconductors na kinakatawan ng carbon nanotubes at graphene ay may maraming mga teknikal na bentahe at ang potensyal ng merkado ay malinaw sa lahat, mayroon pa ring maraming mga paghihirap sa mataas na kalidad, mass-production at praktikal na aplikasyon ng carbon-based semiconductors.
Ito ay hindi madali para sa mga tubo ng carbon upang bumuo ng manipis na mga pelikula para sa pagproseso ng mga circuits ng VLSI. Propesor Wan Qing ng Paaralan ng Electronic Science at Engineering ng Nanjing University ipinahayag ang kanyang opinyon sa reporter ng "China Electronics News": Kung ito ay direktang direksyon paglago, ito ay mahirap na makakuha ng isang mataas na density perpektong semiconductor carbon tube film; Upang matugunan ang mga pangangailangan ng malaking lugar (12-pulgada) nano-scale napakalawak na integrated circuit technology, ang mass manufacturing at product ani ay maaaring maging hamon.
Naniniwala ang Wan Qing na, bagaman ang isang solong carbon-based na aparato ay mahusay na ginagawa, kumpara sa silikon integrated circuits, carbon-based semiconductors pa rin ang ilang mga problema sa nano-scale ultra-malakihang pagsasama at pang-industriya ani. Sa mga tuntunin ng maginoo na pinagsama-samang mga aplikasyon ng circuit, ang mga circuits ng carbon tube ay hindi maaaring makipagkumpitensya sa mga circuits na nakabase sa silikon sa kasalukuyan, kaya ang mga semiconductors na nakabatay sa carbon ay maaaring mangailangan ng pagkakaiba-iba. Sa hinaharap, inaasahan na makahanap ng isang paraan sa mga bagong larangan tulad ng sensing at nababaluktot na mga sistema.
Sinabi ni Ma Yaobin sa mga reporters na ang batch preparation ng ultra-high semiconductor purity (99.9999%), in-line (orientation angle <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.
Hangga't ang graphene ay nababahala, sinabi ni Ma Yaobin na ang tampok na zero band na puwang ng intrinsic graphene ay gumagawa ng graphene transistor switch ratio napakaliit, na limitahan din ang application ng carbon-based semiconductors sa logic circuits.
Mula sa "perpektong halaga" ng laboratoryo sa malakihang application sa merkado, ang kalsada sa industriyalisasyon ng carbon-based semiconductors ay mahaba at mahirap. Sinabi ni Xu Zheng, isang propesor sa School of Science of Beijing Jiaotong University, ang reporter ng "China Electronics News" na sa kasalukuyan, ang mga materyales na batay sa carbon-based na semiconductor ay nakamit ang mga pisikal na katangian, ngunit upang gumawa ng mga device, kailangan nilang sumailalim sa maraming proseso ng polishing. "Ang teknolohiya ng pagsasakatuparan at ang garantiya ng pagganap ng gastos ay ang mga kinakailangan para sa industriyalisasyon ng mga semiconductor na nakabatay sa carbon." Sa kabila ng mga paghihirap at hamon, Xu Zheng ay puno pa ng pag-asa para sa hinaharap ng mga semiconductor na nakabatay sa carbon. "Kung ang antas ng pag-unlad ng mga kaugnay na kagamitan ay pinabuting, ang industriya ng semiconductor na nakabatay sa carbon ay maaaring may suporta sa mga industriyalisadong kagamitan, posible para sa mga semiconductor na nakabatay sa carbon upang makamit ang malakihan at industriyalisadong pag-unlad."
Sa mahabang paglalakbay ng paghawak ng mga semiconductor na nakabatay sa carbon, ang industriya ay kailangang linangin ang mga panloob na kasanayan at bumuo ng isang sistematikong akumulasyon ng teknolohiya. Ilang araw na ang nakalipas, ang koponan ng akademikong Peng Lianmao ay nagpahayag din ng pagpayag na gawin ang mga bagay na mababa ang key sa mga reporter. Maaaring maipaliwanag nito mula sa gilid na kung ang industriya ng semiconductor na nakabatay sa carbon ay upang makamit ang karagdagang pag-unlad, kailangan pa rin ng industriya na tumuon sa pananaliksik at pag-unlad at maging down-to-earth.
Gamit ang proseso ng pagmamanupaktura ng chip na papalapit sa 2 nanometer, ang potensyal ng mga materyales na nakabatay sa silikon ay karaniwang naka-tapped, at hindi ito maaaring matugunan ang mga pangangailangan ng hinaharap na pag-unlad ng industriya. Ang paggamit ng mga bagong materyales ay kinikilala bilang isang pangunahing solusyon sa mga problema sa pagganap ng chip. Kung ang batas ni Moore ay talagang nabigo, ang mga chips na nakabatay sa silikon na unti-unting lumalapit sa pisikal na mga limitasyon ay malamang na nasa isang sitwasyon kung saan walang paraan. Sa kasong ito, ang carbon-based semiconductors ay ang tagapagligtas na magpapakita sa amin ng tanawin ng "isang bagong nayon"? Sa yugtong ito, kung paano ang mga semiconductors na nakabatay sa carbon ay maaaring makalabas sa "silid ng salamin" ng laboratoryo at tunay na mapagtanto ang kanilang potensyal ay pa rin ang pokus ng pansin at kahirapan na nahaharap sa industriya.
Ang mga semiconductor na nakabatay sa carbon ay may natatanging pakinabang
Kasunod ng Batas ni Moore, ang "Golden Rule" ng industriya ng semiconductor, ang pagganap ng silikon na nakabatay sa semiconductor chips ay doble bawat 18 hanggang 24 na buwan. Gayunpaman, dahil ang mga laki ng chip ay patuloy na lumiliit, lalo na kapag ang antas ng teknolohiya ng paggawa ng chip ay pumapasok sa 5-nanometer node, ang pag-unlad ng silikon chips ay nagsisimula upang harapin ang maraming mga pisikal na hadlang, at ang industriya ay unti-unting lumitaw na "Batas ni Moore ay patay" at " Natapos na ang teknolohiya batay sa silikon. " At iba pang mga pananaw. Ang mga semiconductor na nakabatay sa carbon ay itinuturing na isa sa mga disruptive na teknolohiya sa panahon ng post-moore.
Ang carbon-based semiconductor ay isang materyal na semiconductor na binuo batay sa mga nanomaterial na nakabatay sa carbon, na kinakatawan ng carbon nanotubes (CNT) at graphene. Ang ulat ng pananaliksik ng ITRS ay malinaw na itinuturo na ang hinaharap na pananaliksik pokus ng industriya ng semiconductor ay dapat tumuon sa carbon-based electronics.
Upang ipagpatuloy ang batas ni Moore, patuloy na sinaliksik ng mga mananaliksik ang mga bagong materyales at mga bagong istruktura ng aparato. Kung ikukumpara sa tradisyunal na teknolohiya na nakabatay sa silikon, anong mga pakinabang ang mga semiconductor na nakabatay sa carbon, na nakakuha ng hindi mabilang na mga siyentipikong mananaliksik na "nakikipagkumpitensya"?
Ang teknikal na kawani ng Beijing carbon-based integrated circuit research institute dati sinabi sa reporter ng "China Electronics News" na carbon-based na teknolohiya ay may mas mahusay na pagganap at mas mababang kapangyarihan consumption kaysa silikon-based na teknolohiya. Halimbawa, ang carbon-based chips gamit ang 90-nanometer na proseso ay inaasahang makagawa ng mga chips na batay sa silikon na may pagganap at pagsasama na katumbas ng 28-nanometer na teknolohiya node, at ang carbon-based chips gamit ang 28-nanometer na proseso ay maaaring makamit ang silikon-based Ang mga chips ay katumbas ng node ng teknolohiya ng 7-nanometer.
Ma Yaobin, isang mananaliksik sa Institute of Integrated Circuits, CCID Think Tank, kinuha carbon nanotubes bilang isang halimbawa upang ipakita ang mga reporters mula sa China Electronics News tungkol sa teknolohikal na pakinabang ng carbon-based semiconductors. "CNT (carbon nanotube) ay may napakataas na kadaliang pang-carrier, napaka manipis na laki ng katawan at mahusay na thermal kondaktibiti. Kung ikukumpara sa mga processor na nakabatay sa silikon, ang operating speed at enerhiya consumption ng CNFET-based na mga processor ay maaaring magkaroon ng halos 3%. Ang bentahe ng dalawa beses, iyon ay, ang bentahe ng product ng pagkaantala ng enerhiya (EDP) ng mga 9 na beses. " Sinabi ni Ma Yaobin sa mga reporters.
Ang paggamit ng mga materyales ng graphene ay isang malakas na patunay ng mga pakinabang ng mga semiconductor na nakabatay sa carbon. Ma Yaobin itinuturo sa mga reporters na graphene ay may mahusay na mga katangian tulad ng mataas na carrier kadaliang kumilos at mahusay na thermal kondaktibiti, na nagbibigay-daan sa graphene transistors upang makakuha ng mataas na signal transmission bilis at mahusay na pagwawaldas ng init. Sa hinaharap, ang graphene ay inaasahan na maglaro ng isang mahalagang papel sa pag-unawa ng mas maliit na laki ng chips, 3D package interconnection, at pag-optimize ng chip init dissipation.
Ang bukang-liwayway ng Carbon Nanotube Technology.
Sa katunayan, ang pagtugis ng tao at paggalugad ng mga materyales na batay sa carbon-based semiconductor ay hindi lamang nagsimula sa mga nakaraang taon. Ang teknolohiya ng carbon nanotube gamit ang mga bagong materyales ay palaging naaakit ang pansin ng hindi mabilang na mga siyentipiko. Noong 1991, ang Japanese physicist sumio Iijima, na inihalal bilang isang banyagang akademiko ng Chinese Academy of Sciences, hindi inaasahang natuklasan ang carbon nanotubes kapag ginamit niya ang isang high-resolution na transmisyon elektron mikroskopyo upang obserbahan ang mga produkto ng carbon fiber na ginawa ng pamamaraan ng arc. Ayon sa kanyang mga obserbasyon, ang carbon nanotubes ay gawa sa carbon molecule na nakaayos sa isang tubular na hugis, na maaaring ituring bilang isang solong layer ng grapayt na pinagsama sa isang "silindro", na kailangang ihanda mula sa mga materyales ng carbon tulad ng graphite rods ng isang espesyal na Paraan.
Noong Agosto 2019, isang resulta ng pananaliksik ng carbon nanotubes ay muling ginawa ang "Hello, World" na string ng mga character na pamilyar sa bawat programmer isang pandaigdigang pandamdam. Ang isang papel na inilathala sa Journal Nature ay nagpakita na si Max Shulaker at ang kanyang mga kasamahan sa Massachusetts Institute of Technology sa Estados Unidos ay nakapagdisenyo at nagtatayo ng carbon nanotube microprocessor. Ang microprocessor na ito ay isang 16-bit microprocessor na ginawa gamit ang higit sa 14,000 transistors ng carbon nanotube (CNT). Ang disenyo at manufacturing method nito ay nagtagumpay sa mga nakaraang hamon na may kaugnayan sa carbon nanotubes at inaasahang magiging silikon sa mga advanced na aparatong microelectronic. Dalhin ang isang mataas na pagganap na alternatibo. Ang microprocessor na ito ay pinangalanang "Rv16x-Nano" at matagumpay na pinaandar ang isang programa sa pagsubok, na bumubuo ng isang mensahe: "Hello, World! Ako ay rv16xnano, na gawa sa carbon nanotubes."
Sinabi ni Ma Yaobin sa mga reporters na ang mga mananaliksik mula sa TSMC, Stanford University at ang University of California, ang San Diego ay may sama-sama na binuo ng isang top-gate na CNFET (carbon nanotube field effect transistor) na may haba ng gate ng 10nm at isang subthreshold swing ng 68mV / dec.
Noong nakaraang taon, ang koponan ng mga akademiko ng Chinese Academy of Sciences at professors ng Kagawaran ng Electronics ng Peking University Peng Lianmao at Propesor Zhang Zhiyong ang mga pangunahing resultang research sa carbon-based na mga materyales na semiconductor ay nagbigay rin ng bagong pag-asa sa industriya sa panahon ng post-moor . Noong Mayo 22, 2020, inilathala ng koponan ang isang papel na "high-density semiconductor carbon nanotube parallel arrays para sa high-performance electronics" sa science magazine, na nagpapakilala sa pinakabagong pag-unlad ng koponan ng maramihang paglilinis at dimensyon na napigilan sa mga pamamaraan sa pagpupulong ng self-assembly. Ang pamamaraan ay malulutas ang mga problema ng materyal na kadalisayan, density at lugar na may matagal na plagued ang paghahanda ng mga materyales na batay sa carbon-based na semiconductor.
Ang progreso ng pananaliksik sa carbon-based semiconductors ay hindi palaging makinis na paglalayag. Matapos ang "malaking alon", pananaliksik sa patlang na ito sa pamamagitan ng ilang mga institusyon at mga kumpanya ay stalled. Noong unang bahagi ng 2014, ang IBM ay nag-bold retorika, na nagsasabi na gagamitin nito ang carbon nanotubes upang makabuo ng mga chips 5 beses na mas mabilis kaysa pagkatapos ng 2020, ngunit walang karagdagang pag-unlad sa pananaliksik at pag-unlad.
Ang mga carbon-based at silikon na nakabatay sa circuits ay kailangang maibalik nang iba
Kahit na ang carbon-based semiconductors na kinakatawan ng carbon nanotubes at graphene ay may maraming mga teknikal na bentahe at ang potensyal ng merkado ay malinaw sa lahat, mayroon pa ring maraming mga paghihirap sa mataas na kalidad, mass-production at praktikal na aplikasyon ng carbon-based semiconductors.
Ito ay hindi madali para sa mga tubo ng carbon upang bumuo ng manipis na mga pelikula para sa pagproseso ng mga circuits ng VLSI. Propesor Wan Qing ng Paaralan ng Electronic Science at Engineering ng Nanjing University ipinahayag ang kanyang opinyon sa reporter ng "China Electronics News": Kung ito ay direktang direksyon paglago, ito ay mahirap na makakuha ng isang mataas na density perpektong semiconductor carbon tube film; Upang matugunan ang mga pangangailangan ng malaking lugar (12-pulgada) nano-scale napakalawak na integrated circuit technology, ang mass manufacturing at product ani ay maaaring maging hamon.
Naniniwala ang Wan Qing na, bagaman ang isang solong carbon-based na aparato ay mahusay na ginagawa, kumpara sa silikon integrated circuits, carbon-based semiconductors pa rin ang ilang mga problema sa nano-scale ultra-malakihang pagsasama at pang-industriya ani. Sa mga tuntunin ng maginoo na pinagsama-samang mga aplikasyon ng circuit, ang mga circuits ng carbon tube ay hindi maaaring makipagkumpitensya sa mga circuits na nakabase sa silikon sa kasalukuyan, kaya ang mga semiconductors na nakabatay sa carbon ay maaaring mangailangan ng pagkakaiba-iba. Sa hinaharap, inaasahan na makahanap ng isang paraan sa mga bagong larangan tulad ng sensing at nababaluktot na mga sistema.
Sinabi ni Ma Yaobin sa mga reporters na ang batch preparation ng ultra-high semiconductor purity (99.9999%), in-line (orientation angle <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.
Hangga't ang graphene ay nababahala, sinabi ni Ma Yaobin na ang tampok na zero band na puwang ng intrinsic graphene ay gumagawa ng graphene transistor switch ratio napakaliit, na limitahan din ang application ng carbon-based semiconductors sa logic circuits.
Mula sa "perpektong halaga" ng laboratoryo sa malakihang application sa merkado, ang kalsada sa industriyalisasyon ng carbon-based semiconductors ay mahaba at mahirap. Sinabi ni Xu Zheng, isang propesor sa School of Science of Beijing Jiaotong University, ang reporter ng "China Electronics News" na sa kasalukuyan, ang mga materyales na batay sa carbon-based na semiconductor ay nakamit ang mga pisikal na katangian, ngunit upang gumawa ng mga device, kailangan nilang sumailalim sa maraming proseso ng polishing. "Ang teknolohiya ng pagsasakatuparan at ang garantiya ng pagganap ng gastos ay ang mga kinakailangan para sa industriyalisasyon ng mga semiconductor na nakabatay sa carbon." Sa kabila ng mga paghihirap at hamon, Xu Zheng ay puno pa ng pag-asa para sa hinaharap ng mga semiconductor na nakabatay sa carbon. "Kung ang antas ng pag-unlad ng mga kaugnay na kagamitan ay pinabuting, ang industriya ng semiconductor na nakabatay sa carbon ay maaaring may suporta sa mga industriyalisadong kagamitan, posible para sa mga semiconductor na nakabatay sa carbon upang makamit ang malakihan at industriyalisadong pag-unlad."
Sa mahabang paglalakbay ng paghawak ng mga semiconductor na nakabatay sa carbon, ang industriya ay kailangang linangin ang mga panloob na kasanayan at bumuo ng isang sistematikong akumulasyon ng teknolohiya. Ilang araw na ang nakalipas, ang koponan ng akademikong Peng Lianmao ay nagpahayag din ng pagpayag na gawin ang mga bagay na mababa ang key sa mga reporter. Maaaring maipaliwanag nito mula sa gilid na kung ang industriya ng semiconductor na nakabatay sa carbon ay upang makamit ang karagdagang pag-unlad, kailangan pa rin ng industriya na tumuon sa pananaliksik at pag-unlad at maging down-to-earth.