龐學(xué)林在生物醫(yī)學(xué)研究中心待了將近一下午的時(shí)間，根據(jù)石毅、楊和平、安德魯·懷特他們給出的動(dòng)態(tài)APT各項(xiàng)參數(shù)，提出了許多有用的修改意見(jiàn)。
他在生化危機(jī)世界基本上天天都要用上動(dòng)態(tài)APT技術(shù)，對(duì)這個(gè)設(shè)備的性能和各方面參數(shù)都了如指掌，因此給出各種有益的意見(jiàn)也就不足為奇了。
石毅、楊和平、安德魯·懷特也不以為意，龐學(xué)林名聲在外，再加上和龐學(xué)林經(jīng)常接觸，對(duì)于這家伙身上出現(xiàn)什么奇跡，他們都不會(huì)覺(jué)得奇怪了。
當(dāng)然，對(duì)于動(dòng)態(tài)APT技術(shù)，他們?nèi)送瑯訄?bào)以厚望。
冷凍電鏡技術(shù)能獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，那么比冷凍電鏡技術(shù)更具現(xiàn)實(shí)意義的動(dòng)態(tài)APT技術(shù)，無(wú)疑也能獲得。
而且龐學(xué)林已經(jīng)獲得過(guò)一次諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，他們?nèi)耍每梢怨戏忠黄谥Z獎(jiǎng)。
龐學(xué)林在生物醫(yī)學(xué)研究中心待了一下午時(shí)間，了解了一下APT設(shè)備的研發(fā)情況，第二天，又去了徐興國(guó)領(lǐng)導(dǎo)的碳基芯片研發(fā)中心。
目前全球半導(dǎo)體材料的發(fā)展已經(jīng)接近物理極限，集成電路代工領(lǐng)域最強(qiáng)的臺(tái)積電，已經(jīng)完成3納米工藝的商業(yè)化量產(chǎn)，2納米工藝也接近研發(fā)完成。
而中國(guó)最強(qiáng)的半導(dǎo)體制造商中芯國(guó)際，依舊卡在7納米工藝制程上，與臺(tái)積電依舊有著兩代的差距。
之前中美貿(mào)易戰(zhàn)的時(shí)候，美國(guó)曾經(jīng)對(duì)華為發(fā)起過(guò)全面技術(shù)封鎖，號(hào)稱任何只要使用了美國(guó)技術(shù)的企業(yè)，都不許和華為合作。
直到鋰空氣電池橫空出世，中國(guó)憑借鋰空氣電池的巨大優(yōu)勢(shì)，才算解除了西方國(guó)家的技術(shù)封鎖，華為面臨的危機(jī)也迎刃而解。
但即便如此，在涉及集成電路高端制造領(lǐng)域，中國(guó)與西方國(guó)家依舊有著不小的差距。
別的不說(shuō)，單單阿斯麥公司的極紫外光刻機(jī)（EUV），匯聚了所有西方國(guó)家最頂尖的制造技術(shù)，堪稱人類有史以來(lái)最精密的工業(yè)品。
與航空發(fā)動(dòng)機(jī)一起，成為工業(yè)制造皇冠上的一顆明珠。
在硅基集成電路時(shí)代，西方國(guó)家有著巨大的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，中國(guó)很難在這一領(lǐng)域與西方國(guó)家展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。
這一點(diǎn)，就連龐學(xué)林也沒(méi)什么辦法。
讓他在理論上有所突破可以，讓他快速提升國(guó)內(nèi)工業(yè)制造水平，龐學(xué)林同樣一籌莫展。
硅基芯片制程上的差距，讓中國(guó)很難在短時(shí)間內(nèi)追上西方發(fā)達(dá)國(guó)家。
但硅基領(lǐng)域沒(méi)辦法彎道超車(chē)，并不意味著沒(méi)有另辟蹊徑的辦法。
碳納米管被科學(xué)家們給予了厚望。
這與其本身的特性息息相關(guān)。
首先，碳納米管芯片身量雖小，但節(jié)能增效能力卻更強(qiáng)。
碳納米管是由單層碳原子卷成管狀的碳材料，導(dǎo)電性能極好，而且，碳元素在地球上的儲(chǔ)量十分豐富。
碳納米管的直徑可以根據(jù)工藝的不同制成幾納米到幾十納米長(zhǎng)；管壁厚度更小，根據(jù)壁層碳原子數(shù)量不同，碳納米管可以分為單壁碳納米管和多壁碳納米管；在同樣集成度的情況下，碳納米管芯片比硅元器件體積更小。
同時(shí)，碳納米管的韌性極高，可以承受彎曲、拉伸等應(yīng)力，電信號(hào)傳輸過(guò)程的延遲很短，所以，從材料物理屬性上看，碳納米管具有替代硅芯片的潛力。
其次，碳材料具有多種同素異形體，除了碳納米管以外，還有人們熟知的金剛石、石墨、富勒烯、活性炭等等。
其導(dǎo)電性質(zhì)強(qiáng)烈地依賴于結(jié)構(gòu)，可以由絕緣體轉(zhuǎn)變?yōu)榘雽?dǎo)體、由半導(dǎo)體變?yōu)閷?dǎo)體。
而且，它的導(dǎo)電方式和原理與傳統(tǒng)的晶體管不一樣，有更強(qiáng)的傳導(dǎo)能力。
另外，現(xiàn)有的晶體管在導(dǎo)電過(guò)程中無(wú)可避免地會(huì)產(chǎn)生漏電流，漏電會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱，而碳納米管可以避免這一問(wèn)題，故而能效相對(duì)較高。
從理論上講，碳納米管芯片的能量利用率有望超過(guò)現(xiàn)有芯片的能效比（60%至70%）。
發(fā)熱問(wèn)題的解決也給芯片的散熱降低了壓力。
硅晶體管的功耗很大，在小小的芯片空間內(nèi)，發(fā)熱極其嚴(yán)重，為了不使芯片過(guò)熱無(wú)法工作，還需要分配部分的功耗用于芯片的散熱，這使得硅晶體管功耗增大。
而碳納米管芯片本身產(chǎn)熱就少，加上碳納米管本身的熱導(dǎo)率很高，有效地減少了用于散熱的能耗，所以碳納米管的能效會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于以硅為材料的晶體管。
世界范圍內(nèi)，最早實(shí)現(xiàn)碳納米管器件制備的是IBM，其在2014年成功制備出碳納米管20nm柵長(zhǎng)器件，不過(guò)，該器件性能比預(yù)期差很多。
近年來(lái)，也有國(guó)外的各類實(shí)驗(yàn)室號(hào)稱制備出1nm柵長(zhǎng)的碳納米管器件，但更多的只是噱頭，實(shí)際使用性能很差。
而中國(guó)在碳納米管器件的研究，在龐學(xué)林完成超高純度電子級(jí)碳納米管量產(chǎn)制備以后，徐興國(guó)帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)開(kāi)始在高性能碳納米管（CMOS互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）晶體管的無(wú)摻雜制備、晶體管的極性控制方面進(jìn)行深入研究，并且有了有很多技術(shù)積累。
其中該團(tuán)隊(duì)制備的柵長(zhǎng)為10納米的碳納米管頂柵CMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管（對(duì)應(yīng)于5納米技術(shù)節(jié)點(diǎn)）已經(jīng)成功攻克器件結(jié)構(gòu)和制備工藝等相關(guān)難題。
不僅如此，其制備出的碳納米管器件的性能也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)際上已報(bào)道的碳納米管器件。
對(duì)于常規(guī)結(jié)構(gòu)制備的碳管晶體管，其柵長(zhǎng)在5納米以下時(shí)就會(huì)較為明顯地受到短溝道效應(yīng)和隧穿漏電流影響，以往融合高介電柵介質(zhì)薄膜的做法很難有效地解決漏電問(wèn)題，使得器件也不能有效地關(guān)斷。
徐興國(guó)團(tuán)隊(duì)改用石墨烯替代金屬作為碳管晶體管的源漏接觸，從而有效地抑制了短溝道效應(yīng)和源漏直接隧穿。
而且，由于5納米柵長(zhǎng)的碳管器件開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換僅有1個(gè)左右的電子參與，使得門(mén)延時(shí)（42飛秒）接近二進(jìn)制電子開(kāi)關(guān)器件的物理極限（40飛秒，由海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理和香農(nóng)—馮諾依曼—郎道爾定律決定）。
這是中國(guó)首次掌握了世界上最先進(jìn)的晶體管技術(shù)，而且整體技術(shù)成熟極高，隨著碳納米管成本下降及工藝良品率的提高，該技術(shù)有望成為最先進(jìn)的芯片制造技術(shù)。
而這種新技術(shù)的掌握，相當(dāng)于現(xiàn)有最先進(jìn)的硅基技術(shù)六代以上的優(yōu)勢(shì)（領(lǐng)先20年），使得國(guó)際芯片巨頭的優(yōu)勢(shì)將不復(fù)存在，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)將會(huì)在不遠(yuǎn)的未來(lái)實(shí)現(xiàn)彎道超車(chē)。
事實(shí)上龐學(xué)林在徐興國(guó)的實(shí)驗(yàn)室里，就見(jiàn)到了來(lái)自華為以及中芯國(guó)際的工程師。
按照徐興國(guó)的說(shuō)法，第一代碳基芯片將會(huì)在未來(lái)一年內(nèi)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，首先應(yīng)用于華為的5G基站產(chǎn)品。
至于消費(fèi)端的碳基芯片，估計(jì)還要再過(guò)兩年時(shí)間，才能在手機(jī)、PC等領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用。
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