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碳基芯片可以弯道超车,你知道吗?

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  最近啊有一个很火的概念叫做碳基芯片可以弯道超车。现在我们广泛使用的都是硅基芯片呢,就是用光刻机在硅板上刻出晶体管,再由晶体管通过电路通断来表示零和一的信号。

  

  零和一的信号在构成庞大的计算网络这方面被人家卡住了脖子,人家一旦不卖芯片给你,其他的技术再强也很难施展。这个时候啊碳基芯片似乎就成了能够弯道超车的一项技术啊。咋回事呢?芯片工作的原理啊是由晶体管通过电路的通断来代表零和一的信号,单位面积里晶体管越多,计算能力就越强。

  

  所以有摩尔定律说,每十八个月CPU的计算能力就能够翻倍。这本质上是你的晶体管做的越来越小,单位面积就能够放下更多的晶体管,且体积小,电子走过的路程就短,信息传递的速度就更快。所以越做越小,确实越来越快,计算能力越来越强大。但是再小的话,量子力学就要显现了七纳米才几十个硅原子的直径。那么在控制信号通关的时候呢,量子力学的隧道效应就会让信息的传递出错,如果信号都出错了就废了,就不能用了啊。

  

  但是。是那碳基芯片理论上还能更小,小到一纳米以内,甚至只有半纳米。什么是太极芯片?首先你要知道一种东西叫做石墨烯,石墨烯就是碳原子排列成一层薄膜,形状是六边形的蜂窝状结构。然后呢我们把它卷起来,卷成一个圆柱形,这就成为了一个碳纳米管,直径是一纳米左右,然后电子只要在这个碳纳米管里去运动就OK啦。啊这也就是一个晶体管了,大量的碳纳米管排布在一块,就构成了碳基芯片。

  

  除了小以外,碳基芯片还有很多好处。首先它可以精确控制碳纳米管,可以通过控制它的长宽比来精确地调节它的能隙,也就是它的半导体特性是非常的明确的,这样给出的信号其实非常非常的清楚。除此之外呢,电子在碳纳米管理的运动速度是要比在硅版里面更加快的,所以它的响应也更加灵敏,并且在室温下它的稳定性比硅更加好。所以综合下来,你算算,如果是同样大小的碳基芯片跟硅基芯片一纳米的直径,这个运算速度至少是平方关系。一纳米的碳基星。片从单位面积晶体管的数量上,比现在最先进的七纳米芯片是五十倍左右,再加上电子传输速度快,信号精确度高,我就加上算法的优化预估和一百倍到两百倍的计算能力,也不过分吧。并且太极芯片的技术难点跟硅基休息还真不一样,它不是光刻的逻辑,所以光刻机也不用了。如果真的能成功实现弯道超车,不是不可能。碳基芯片其实也不是新概念了,二十多年前就有,只是长期在实验室,我们国家在这方面的研究啊还是比较领先的,中科院在这个领域有很好的研究成果,期待探其芯片投入应用的那一天。

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