继石墨烯芯片后,中国科研团队又带来新型光量子芯片

2024-05-17 02:04

1. 继石墨烯芯片后,中国科研团队又带来新型光量子芯片

 伴随着芯片发展越来越接近摩尔定律物理极限,芯片的发展似乎迎来了瓶颈期。 在这个时候,去寻找一种能够代替传统硅基芯片的材料成为了科学家们的目标。 
    去年,中科院就已经表示,已经研发出了8英寸的石墨烯单  晶元  ,于是,中国成为全球唯一能够小规模量产石墨烯晶圆的国家 。这种石墨烯晶圆芯片比起传统的硅基芯片,要更加的先进。
      传统硅基芯片需要再高温下加工完成,二氧化硅同碳发声化学反应后才能够制造出单晶硅,而在整个制造过程之中,对于环境的要求是非常严格的,所以就需要晶圆代工厂耗费大量的电力去维持其整个生产环境。
      如果说这种石墨烯芯片真的能够完成量产,那么对于我们来讲是一个利好消息, 不仅能够让我们摆脱摩尔定律的极限,还能够在一定程度上节省能源,但不管从那一方面来讲,对于我们都是一个好消息。 
       不过可惜,现在这种石墨烯芯片还在实验室之中,即便是真的能够完成量产以及小规模的商用,其稳定性等等各个方面还是需要时间的检验 。而现在除了石墨烯晶圆芯片之外,中国科学家又带来了一种新型的芯片,那就是新型光量子芯片。
   在芯片的发展之上,我们是存在短板的,但是芯片禁令实施之后,中国便开始了在芯片上的发展,现在中国最大的芯片企业就是中芯国际了。 目前中芯国际已经完成了7nm芯片的技术开发,将会在今年4月份实现风险量产,5nm以及3Nm最关键也最困难的8大项技术也已经正式展开了。 
      现在只要光刻机到位,那么中芯国际就能够完成高端芯片的量产。不过现在光刻机似乎比芯片制造还要难,所以与其等EUV光刻机到位,还不如选择绕开光刻机。毕竟,想要光刻机到位,也是非常困难的。 最近,中科院发布了新成果,新型光量子芯片问世了。那么是不是就证明,这种芯片技术可以绕开光刻机了呢? 
   有相关消息显示,中国科研人员在美国的《科学进展》期刊上发表了一篇文章,提到了一种新型可编程光量子芯片,采用硅基集成光学技术,很有可能应用在数据搜索,模式识别等等领域之中实现应用。
       这种新型光量子芯片采用的是微纳加工工艺,不过主要是在单个芯片上  继承  大量光量子旗舰,因为在生产原理上不一样,所以就能够绕开光刻机的限制。 这也就意味着,量子芯片 一旦成功商用,那我们就能够避去研究更加先进制程的芯片研发。
      中国在芯片制造领域之中,是要落后于很多西方国家的,比起很多西方国际顶尖水平的企业来讲,我们在芯片上所取得的成就根本不值一提。 如果不是因为华为事件的发生,可能我们不会这么快的在芯片上展开规划。 
    对于中国的芯片制造业来讲,华为事件应该算是一个契机吧,芯片上的短板是一直 存在的,但是却是在后来才开始发展的 。虽然我们的起步是比较晚的,但是不管怎样,实现芯片完整化、自主化,我们才能够在将来的发展之中 ,获得更好的发展。
      卡脖子事件的发生,有利有弊。尽管华为在一段时间内陷入一种芯片困境,但是好在华为方面已经有所准备。其实除了华为之外,国内很多企业都正在不断的努力,希望能够帮助华为帮助国内芯片完成生产线的自主化。
   国家现在已经立下了在2025年之前,完成70%以上芯片自给率的目标。 相信在各大中国企业的发展之下,我们一定能够完成这样的目标,实现在芯片上的自给率。中国芯片的未来,充满了光明。 

继石墨烯芯片后,中国科研团队又带来新型光量子芯片

2. 不只有芯片原材料,光量子芯片获重大突破,国产芯有望弯道超车

 国产光刻材料取得突破,传统芯片或将被替代,国内企业却还纷纷扩充产能,中国芯片或将实现弯道超车。
    长期以来国内用于生产芯片的光刻胶被外企垄断,而在光刻胶实现自研之后,还有一项成就被国内科研人员突破,它就是光量子芯片 ,比起传统芯片,它究竟有什么神奇之处呢?
   众所周知,研发芯片所需的材料是光刻胶,眼下国际上的高端光刻胶产品一直被日本企业所垄断, 国内所用的光刻胶有九成需要进口 。面对被垄断的压力,国内光刻胶企业开始了自主研发的计划。
      近日国内企业南大光电表示, 如今已经建成了一条可以生产25吨光刻胶的生产线 ,其中的大部分生产设备都是国内企业提供的,不存在被垄断打压的风险。
   而另一家光刻胶企业 晶瑞股份则承诺在2025年之前,将会投入4亿人民币用于 科技 研究。2020年累计投入了3384万元 ,截止到年底, 晶瑞股份的专利项目已经达到了72个 。
   除了光刻胶行业的飞速发展,半导体领域又传来了一个好消息, 中国科大实现了对绝缘体芯片中的量子干涉,对于光量子芯片的研发具有重要意义。 
   要知道这可是人类 历史 上首次实现光量子信息的干涉,消息一经传出,立刻引起了国内外的轰动, 美国科研人员认为,光量子芯片是未来接替硅基芯片的主力材料 。
      国内研发的光量子芯片在硅基芯片的基础上,利用光学和量子计算等知识进行整合,令芯片的精准度更高,使用稳定性更好,且信息留存度强,能够在恶劣环境下保持正常使用。
   最主要的是, 这类芯片的生产研发完全不需要高端光刻机的参与 ,众所周知,国内芯片工艺水平一直受到高端光刻机的束缚,迟迟无法取得突破。
   由于尖端光刻机短缺,国内对传统芯片的依赖程度已经到了一个非常严峻的地步,例如 今年第一季度国内芯片采购量高达1550亿片,采购额936亿美元,折合人民币6024亿元,比往年同季度暴涨了29.9%。 
   这一惊人的数据再次将芯片国产化的话题推上了风口浪尖,实现芯片材料替代和自主研发已经刻不容缓。
      要知道目前各国生产的芯片多为 硅基芯片 ,该类芯片有一个特性,那就是 工艺水平越高,性能越好,但是也更接近物理极限,也就是说更难实现 。
   因此当 硅基芯片发展到5nm工艺的水平后,很难再有更高的突破了 ,因此尽管台积电和三星在争夺3nm工艺的研发技术,其他研发团队已经退而求其次选择另一种芯片研发方式了。而 光量子芯片势必会因为无需光刻机的参与,而成为将来半导体的主攻方向 。
   不过眼下来看,虽然顶尖芯片的工艺已经无限接近物理极限,很难再有更高的突破了,但是诸如 汽车 和家电等领域还是依赖成熟工艺的芯片,因此硅基芯片仍需扩充产能。
   如今国内不少企业已经开始了产能扩充计划,近日 华润微就曾表示,计划出资75.5亿人民币打造晶圆生产链,预计正式运作后每个月能够产出3万颗芯片 。
      另一大巨头 中芯国际也持续发力,2020年不断扩充产能 ,今年更是要实现12英寸晶圆月产能翻倍,而随着产能的扩充,上半年的 营收势必会创新高,预计在158亿元左右 。
   眼下国内的芯片发展趋势就是合力扩充成熟芯片产能,尽力研发高端芯片的工艺,同时不忘换道超车,研发最新材质的芯片。希望在这三方面的发展下,国产芯片能够取得不一样的成就。

3. 中国量子尖端科技.详解石墨烯:为什么这么火

这是因为石墨烯兼具柔性、透明等特性,是新型柔性电池、柔性显示屏,太阳能电池等的理想材料。
石墨烯晶体管已展示出其优点和良好性能,每秒能执行1550亿个循环操作,比之前的试验用晶体管快50%。因此,石墨烯可能最终会替代硅。
总之,石墨烯材料具有优异的电学、热学、光学以及强度等性能,在新能源、大健康产业、航空航天等领域拥有良好的应用前景,近年来获得系列政策的大力扶持,已成为“十三五”新材料的发展重点。《中国制造2025》明确提出,要求加快新材料发展,做好石墨烯、生物基材料等战略前沿材料提前布局和研制。石墨烯作为21世纪“材料皇冠”上最璀璨的明珠,必将为新时代下我国科技创新指明前行的方向,成为中国制造最有力的着力点之一。

中国量子尖端科技.详解石墨烯:为什么这么火