可以說,芯片技術的發展走到今天,早就逼近了物理極限。晶體管越做越小,數據中心耗電堪比小城市,都是這個原因。更別說 AI 時代讓一半的時間和能耗都浪費在數據搬運上。全球科學家都在找辦法,可硅基的框架里,再怎么折騰也難有大突破,而西方還攥著 EUV 光刻機這個殺手锏,讓我們的硅基先進制程研發舉步維艱。
而就在2月23日,根據“人民日報”和“光明日報”的報道消息,北京大學彭練矛院士、邱晨光研究員團隊,在《科學·進展》期刊上公布了一項成果:他們成功制造出了物理柵長僅1納米的鐵電晶體管。而且是迄今尺寸最小、功耗最低的鐵電晶體管,有望為AI芯片算力和能效提升提供核心器件支撐。
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當然了,實驗室里做出一個晶體管,和工廠里批量造芯片,中間還隔著一道難跨的坎。碳納米管有金屬性和半導體性之分,想大規模做出高純度、方向一致的碳納米管陣列,難度堪比在針尖上繡花。
但讓人看到希望的是,我們的科研和產業界已經在一步步突破這些瓶頸:中科院金屬所實現了米級單壁碳納米管薄膜的連續制備,解決了材料供應的大問題;重慶的國內首條碳基集成電路中試生產線已經投運,8 英寸碳基晶圓實現量產,十幾臺專用設備都是國產,還組建了專業的工程化團隊攻堅。從基礎研究到中試生產,一條完整的產業鏈正在慢慢成型,這可不是孤軍奮戰,而是全國上下的協同發力。
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有人問,繞開光刻機造芯片還要多久?其實答案就藏在這些一步步的突破里。碳基芯片從現在的中試線到大規模商用,可能還需要幾年時間,還要解決良品率、大面積均勻性這些工程化難題。但我們已經走出了最關鍵的一步,要知道彭練矛團隊深耕碳基電子學二十多年,重慶的產線團隊泡在車間里反復攻關,這些默默的堅持,都是在為突破積蓄力量。
更重要的是,中國的芯片戰略從來都是兩條腿走路,一邊在硅基領域攻克 28 納米、14 納米的量產,一邊在碳基、光子等新賽道全力沖刺,這種多線并進的策略,讓我們不用再被別人的規則牽著走。
這次 1 納米碳基晶體管的突破,從來都不是一個孤立的成果,而是中國科技人面對封鎖時,不服輸、敢創新的縮影。
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