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中国发展半导体能“弯道超车”?误会有点大了

相反,以石墨烯构建芯片还面临着与旧生态不兼容、加工困难的问题。无论是中科院的殷华湘团队还是北大彭练矛院士团队,目前的成果还停留在单个晶体管的层面。就算发表的成果保守一些,实际上也不会超过上万个晶体管集成电路的水平。与主流芯片动辄几亿、几十亿晶体管存在巨大的差距。

而唯一能做出芯片级成果的Max Shulaker教授团队,也没能彻底解决碳基芯片的良率问题。

该教授2017年发表在《自然》杂志论文中报告的芯片,拥着四个集成电路层,并拥有5个子系统。其中负责实验样品蒸汽数据采集、传输和处理的部分是碳纳米晶体管构建的,而电阻随机存储单元(RRAM)和接口电路是由硅晶体管构建的。毫无疑问,这是一个碳基+硅基组合型的气味探测芯片,而不仅仅是碳纳米晶体管构成的。

这一芯片号称集成的200万个碳纳米晶体管也有很大的水分。该芯片只有气味传感器中使用了碳纳米晶体管,而气味传感器的容错性是非常强的,100万个气味传感器传感器中即使损坏一半也不会对芯片产生毁灭性的影响。但是芯片的逻辑部分绝对接受不了这样的良率。

最后,我们不能太低估传统工艺。根据彭练矛院士团队研究,5nm碳纳米管的速度是英特尔14nm的三倍。我们假设这个速度差距,完全可以变为芯片主要频率的差距。之所以拿主要频率做例子,因为这是目前半导体发展的主要瓶颈。

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