红米K40S:我心目中的千元机应该是什么样子
06-21
到目前为止,只有少数欧美公司能够生产高纯度硅片,而未来随着芯片越来越便宜,硅片将会暴露出越来越多的缺点。
也就是说,硅芯片已经不能满足未来芯片的发展需求。
为此,许多科研机构和大学正在开发新型半导体材料。
近日,云南大学牵头研制出最新半导体材料硫化铂。
众所周知,硅晶圆的局限性越来越大,暴露出来的缺点也越来越多。
首先,硅片的提纯变得越来越困难。
为了制造芯片,需要非常高纯度的硅晶片。
为了降低生产成本,芯片厂需要大尺寸硅片,但更大尺寸硅片的提纯技术难度更大。
因此,大尺寸硅片制造技术被少数寡头公司垄断,这也导致芯片制造成本居高不下。
其次,硅芯片的性价比不高。
对于相同的芯片,硅芯片的性能远低于碳基芯片,但功耗却高于碳基芯片。
基于成熟的碳材料,芯片性能和功耗相同。
基于七纳米硅基芯片,这显示了探索芯片的无限潜力。
还有一个事实是,当前的芯片制造将达到硅晶圆的物理极限。
由于硅晶圆的物理特性,许多科学家断言基于硅晶圆的最先进工艺很可能停留在两纳米。
最后,硅基芯片的生产线成本太高。
目前,硅基芯片的制造需要大量高精度设备。
工艺越先进,所需设备越多,投资越大。
一条先进的生产线往往需要数百亿美元的投资,已经超出了许多中小国家的预算。
基于以上原因,相关企业和大学研发新型半导体材料势在必行。
为了保持优势,台积电选择了半金属材料铋。
作为全球芯片代工巨头,台积电很早就知道硅基芯片的局限性。
他们长期以来一直在寻找硅晶圆的替代品,希望能够延续台积电在芯片制造领域的主导地位。
领导地位。
但铋元素的缺点也非常明显。
首先,地球上铋元素的含量很少。
据有关单位统计,世界上铋元素的含量仅30万吨以上,比白银还稀有,而且大部分铋元素都位于中国。
其次,铋元素的提纯过程非常复杂。
提纯后的铋非常软。
在铋上雕刻电路图非常困难。
而且台积电是西方资本控制的,我们自然不希望原材料被我们控制,那么铋元素很有可能就无药可救了。
除了铋元素之外,还有一种碳基材料也受到科研人员的青睐,那就是石墨烯。
石墨烯有着巨大的优势和潜力,但石墨烯也有一些缺点,比如石墨烯吸收光源的能力较低,而且还处于实验室阶段,难以大规模量产,成本无法降低。
那么什么是硫化铂呢?硫化铂是一种稳定性良好的无机化合物,是最有前途的半导体材料之一。
石墨烯作为第三代碳基半导体材料,是一种典型的二维纳米材料。
它具有一系列优异的化学、光学、电学、机械等性能,但也存在零带隙、光吸收率低等缺点。
这也限制了石墨烯的应用范围,因此类石墨烯材料应运而生。
那么硫化铂就是石墨烯材料。
硫化铂不仅具有类似于石墨烯范德华力组合的层状结构,而且在容量大、开销高的同时,还具有优异的光、电、磁等性能。
与石墨烯相比,硫化铂具有内部结构稳定性好、透光率高、杂质少等优点,可以很好地弥补石墨烯的缺点。

此外,硫化铂还具有较宽的能隙和较高的可控性。
云南大学材料与能源学院、云南省微纳材料与技术重点实验室杨鹏、万艳芬团队在适当的温度、压力下,通过物理气相沉积和化学气相沉积相结合,实现了规模化制备及其他条件。
层数少、平方厘米尺度均匀的硫化铂材料得到表征并表征了相关物理性质,解决了硫化铂合成中的一系列问题,为铂的早期商业化提供了新的技术支撑和相关研究成果我国的硫化物。
发表于国际著名材料学术期刊《现代材料物理学》。
据外媒报道,三星预计将在今年 6 月份量产 3nm,骁龙 8 Gen1 可能会采用该工艺。
台积电的3nm工艺也将于明年下半年量产。
并且他们还在研究更高级别的工艺,例如2nm和1nm。
我们都知道硅基芯片受到摩尔定律的限制。
如果想要实现更低的流程,很可能需要新材料。
那么台积电在1nm工艺的开发中就使用了半金属铋。
作为二维材料的接触电极,铋可以显着降低电阻并增加电流,使其性能几乎与硅相同。
不过,这是多方共同研究的结果。
。
首先,麻省理工学院团队发现,在二维材料上组合半金属电极可以显着降低电阻并增加传输电流。
随后,台积电技术研究部门优化沉积工艺,台大团队利用氦离子束光刻系统,成功将元件通道缩小至纳米尺寸,最终实现技术突破。
相关科研成果也发表在国际顶级科学期刊《自然》。
然而,其储量却非常小。
全球储量仅有33万吨。
纯化困难,注入杂质缓冲颗粒的过程缓慢。
这势必影响其在半导体领域的应用前景。
与铋相比,硫化铂成本更低,产出效率更高,实际性能和功耗更优越。
这些优点使硫化铂成为能够延续摩尔定律的最佳候选材料之一。
云南大学的这项科研成果可以说为我国半导体产业开辟了更广阔的应用场景。
硫化铂有望成为我国突破先进??工艺封锁的关键半导体材料之一。
意义重大,将有助于我们尽快实现高端芯片的自主生产。
目标。
因此,我相信,在我们科学家的努力下,中国的半导体一定会赶上世界最先进水平,实现弯道超车。
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