北京科技周触摸认知碳芯片

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碳芯片技术与应用

在公众参与度高、社会影响力大、内容丰富多彩的全国科技活动周暨北京科技周活动中,在“中国科技成果进展——技术篇”板块展区,让大众近距离触摸认知到基于碳纳米管晶体管制备的集成电路芯片(简称“碳芯片”),该芯片由北京大学电子系彭练矛教授团队开发。

业界认为,芯片的性能提升已经接近其物理极限。进一步发展则需要运用新材料。碳芯片技术的突破对于中国半导体产业意义深远,给中国芯片产业提供了换道超车的可能。

碳纳米管晶体管,性能高过硅晶体管四倍、能耗仅有其十分之一,由于晶体管是芯片的核心元件,基于新型晶体管制备的芯片,性能将有大幅提升,该研究成果已刊登于《科学》杂志。碳纳米管晶体管制备的三维芯片,解决了二维芯片内部单元之间数据传输耗时和耗能的问题,层间距仅20纳米,将各单元间距从毫米量级降至纳米量级,大幅提升芯片性能,如速度更快,能耗更低。同时,该芯片加工无需离子注入,因此生产步骤比较硅基芯片工艺可减少近一倍。现阶段,该团队已开发出基于3微米工艺的2英寸碳纳米管集成电路,运算速度达1MHz(可用于工控单片机,在与硅基性能相当的基础上功耗降到约1/5)。由于碳纳米管具有柔韧性,所制备的电路也具备很高的柔韧性,在未来可以生产柔性的手机、电脑、可穿戴医疗传感器等。

目前,市科委正系统推进该项技术的产业化,将分阶段探索推进更先进碳纳米管材料制备技术研发与储备,推进在微米级、90纳米级、28纳米级阶段芯片的完全国产化,并积极推动实现在显示驱动、工控芯片等特种芯片领域开展应用,推进顺义碳基和先进电子制造园建设,推动碳芯片、碳基集成电路产业化发展。

本次科技周,展现在“中国科技成果进展——技术篇”板块的包括碳芯片在内的重大成果受到各界极大关注,引导吸引了更多社会力量参与推动该技术与产业的发展,再次证明在如今科技强国的时代,唯有拥有自主技术,通过科技创新才能打造出自己的强国之路。

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