当前位置:国际日报 2022年03月31日 第2022-03-31期 >> 第B5版:印华论坛/副刊
按日期查阅

石墨烯让华为杀出重围

廖省:林越

  智者说:“有一种战争,不见血,不刺刀!却比真刀真枪更残忍——即科技之战,特别是基础研究之战!”再看任正非最挂念的头等大事,是如何加强中国的基础科研和基础教育,让中国科技从量变升华为大质变、大突破!华为在通信领域能处在世界的领先水平。他说:“这30年,其实我们真正的突破是数学,手机系统设备是以数学为中心的。”
  多年来,华为在白宫倾全国之力及拉着“小弟”的围堵抵制下,经历了“上甘岭”的悬崖石洞,“长津湖”的天寒地冻,验证了“科技之战”的无情、残酷及艰苦卓绝。从2018年底开始,华为在国际市场上遭到美国的无理打击和制裁,损失惨重;华为在全球芯片市场上的供应链也遭到封锁,无法从高通、联发科等企业购买芯片,连台湾的台积电也不给华为生产芯片,让华为的海思麒麟沦为纸上谈兵。业务的发展受到了极大的影响!
  任正非很早就意识到半导体芯片对一个科技企业的重要性,若想要在国际市场上发展,势必要突破在芯片领域的限制才行;所以华为也一直在努力地寻找解决芯片危机的办法。
  如今战情开始扭转。行业媒体去年3月30日称,华为集团公开了“石墨烯场效应晶体管”专利,注册号为CN110323266B。摘要显示,该申请提供一种石墨烯场效应晶体管,涉及半导体技术领域,可提高器件输出电阻,从而提高开关比,实现更好的射频性能。
  早在2019年,中国科学院沈阳国家研究中心首制以肖特基结作为发射结的垂直结构晶体管“硅—石墨烯—锗晶体管”,成功将石墨烯基区晶体管的延迟时间缩短千倍以上,极大影响电子信号的传递和处理速度。有望在太赫兹(THz)领域的高速器件中应用。
  去年,在上海举行的国际石墨烯创新大会上,中国中科院向世界展示了最新研制的8英寸石墨烯单晶晶圆。碳基芯片相比硅基芯片具有高硬度、高导热性以及高导电性等独特的优势特性。加上华为的相关专利,将有助于打破美国对半导体行业的垄断,实现超越。
  《物联网》今年3月19日称,科技是第一生产力!在打破芯片“卡脖子”遏制的竞跑中,中国奋力直道超车!半导体是工业史上的奇葩,美国的硅晶体管发展了70年,芯片技术要实现去美化很不容易。既然在硅基芯片领域不能赶超,中国就开辟一个新领域来取代!如今的碳基芯片就不一样了,这是一次技术质变,一切从头开始,堪称地覆天翻。
  因受摩尔定律的限制,硅材料芯片的极限制程在2nm到1.5nm,想再小就没门了。全世界都没想到,默不作声的中国竟然后来居上,率先研发出最先进的石墨烯晶圆,让中国跑到了国际第一梯队!无论是石墨烯芯片的突破、量子卫星的升空,天宫二号的发射,都说明了中国基础科研,虽然饱受西方压制,但仍然奋力前行,不断向着最高峰挺进!
  《亚洲周刊》第13期“网里网外”刊载《中国芯片技术突破制世上最小晶体管》评论:“据3月16日消息,中国清华大学集成电路(IC)学院教授任天令团队在小尺寸晶体管研究方面取得突破,首次制造出亚1纳米棚极(Shed)长度的晶体管;更小的棚极尺寸能让芯片上集成更多的晶体管,性能更好,相关的成果在《自然》杂志网络版上发表。”
  目前,主流工业界晶体管的棚极尺寸在12纳米以上,为了能突破1纳米以下棚长晶体管的瓶颈,任天令的团队巧妙地利用石墨烯薄膜超薄的单原子层厚度和优良的导电性能,从而实现等效的物理棚长为0.34纳米。“这是中国顶尖的材料科技(material science)、纳米科技(nano technology)和芯片制造技术的结晶,是中国科技的里程碑。”
  任天令教授介绍:“这项工作推动摩尔定律进一步发展到亚纳米级别,同时为二维纳电子材料在未来集成电路的应用提供了重要路径。”“过去几十年,晶体管的栅极(Gate)尺寸不断微缩。然而,随着近年晶体管的物理尺寸进入纳米尺度,迁移率降低、漏电流增大、静态功耗增大等短沟道效应越来越严重,这使得开发新结构和新材料迫在眉睫。”
  目前,MoS2晶体管利用原子层级别厚度的MoS2材料来实现超薄的沟道。但是,对附着在MoS2沟道的控制电极来说,其长度极限主要取决于光刻工艺的尺寸分辨率,即光刻机在水平方向上是否能做出足够小的结构。为了规避技术瓶颈,科研团队创造性地使用了水平石墨烯层的边缘部分作为控制电极,使控制电极的长度不受限于光刻技术。
  值得高兴的是,中国东旭光电公司的石墨烯材料产业化取得了稳定的发展。此外,新疆的中泰化学公司,也在从事石墨烯、石墨烯微片生产的新兴专业化高科技企业;他们将成为华为公司的侧后翼,掩护华为杀出西方重围,在世界新科技的高地插上鲜艳的红旗!

国际日报版权所有,未经书面授权禁止使用
Copyright© 1997-2020 by .all rights reserved