第三百七十三章 碳基芯片問世

說實在的，哪怕是到了今日，秦元清扶持華芯科技，可是在涉及集成電路高端制造領域，華夏與西方國家依舊有著不小的差距。

別的不說，單單阿斯麥公司的極紫外光刻機（EUV），匯聚了所有西方國家最頂尖的制造技術，堪稱人類有史以來最緊密的工業品。

與航空發動機一起，成為工業制造皇冠上的一顆明珠。

秦元清也不得不承認，在矽基集成電路時代，西方國家有著巨大的先發優勢，華夏很難在這一領域與西方國家展開競爭。

這也是為什麽，華夏率先掌握5G技術，然後世界就轟動了，實在是3G時代的紅利還沒有吃完，4G時代的紅利才剛剛開始吃，都還沒有吃飽，結果你華威掌握5G技術，這不是砸人家飯碗麽。

更可惡的是，5G技術一突破，華夏已經在建設5G基站，這速度實在是太快了。

所以才鬧得沸沸揚揚。

秦元清承認，矽基芯片制程上的差距，讓華夏很難在短時間內追上西方發達國家，哪怕追上了也稱不上彎道超車。但矽基領域沒辦法彎道超車，並不意味著沒有另辟蹊徑的辦法。

碳納米管被科學家們寄予了厚望！

這與其本身的特性息息相關。首先，碳納米管芯片身量雖小，但節能增效能力卻更加強大，碳納米管是由單層碳原子卷成管狀的碳材料，導電性能極好，而且碳元素在地球上的儲量十分豐富。

碳納米管的直徑可以根據工藝的不同制成幾納米到幾十納米長；管壁厚度更小，根據壁層碳原子數量不同，碳納米管可以分為單壁碳納米管和多壁碳納米管；在同樣集成度的情況下，碳納米管芯片比矽元器件體積更小。

同時，碳納米管的韌性極高，可以承受彎曲、拉伸等應力，電信號傳輸過程的延遲很短，所以，從材料物理屬性上看，碳納米管具有替代矽芯片的潛力。

其次，碳材料具有多種同素異形體，除了碳納米管以外，還有人們熟知的金剛石、石墨、富勒烯、活性炭等等。

其導電性質強烈地依賴於結構，可以由絕緣體轉變為半導體、由半導體變為導體。而且，它的導電方式和原理與傳統的晶體管不一樣，有更強的傳導能力。

另外，現有的晶體管在導電過程中無可避免地會產生漏電流，漏電會導致發熱，而碳納米管可以避免這一問題，故而能效相對較高。

從理論上講，碳納米管芯片的能量利用率有望超過現有芯片的能效比（60%至70%）。

發熱問題的解決也給芯片的散熱降低了壓力，矽晶體管的功耗很大，在小小的芯片空間內，發熱極其嚴重，為了不使芯片過熱無法工作，還需要分配部分的功耗用於芯片的散熱，這使得矽晶體管功耗增大。

而碳納米管芯片本身產熱就少，加上碳納米管本身的熱導率很高，有效地減少了用於散熱的能耗，所以碳納米管的能效會遠遠高於以矽為材料的晶體管。

世界範圍內，最早實現碳納米管器件制備的是IBM，其在2014年成功制備出碳納米管20nm柵長器件，不過，該器件性能比預期差很多。

近年來，也有國外的各類實驗室號稱制備出1nm柵長的碳納米管器件，但更多的只是噱頭，實際使用性能很差。

秦元清選中了碳基芯片這個方向後，開始帶領碳納米管器件的研究，然後一大批研究人員就體會到，有大佬親自帶路的便捷性和速度，研發快得一塌糊塗，一遇到瓶頸和難點，就有秦元清親自上馬解決，短短時間內就完成超高純度電子級碳納米管量產制備，隨後團隊便開始在高性能碳納米管（CMOS互補金屬氧化物半導體）晶體管的無摻雜制備、晶體管的極性控制方面進行深入研究。

“秦院士，好消息！”這一天，秦元清正在投入算法的工作中，潘教授喜氣洋洋的過來說道。

“哦？潘教授，有什麽好消息？”秦元清好奇地問道。

“成功了！碳基芯片成功了！”潘教授興奮地差點都要跳起來，已經快48歲的潘教授，在這一刻一點也不顯得穩重。

他完全沒有想到，秦元清才來了不到一個月，碳基芯片竟然就研發成功了，這簡直是太不可思議，太鼓舞人心了！

有了碳基芯片，潘教授完全有把握，讓量子計算機達到2個比特，大大提高量子計算機的運行速度。

“在哪裏？”秦元清也頗為意外，他還想著，這碳基芯片估計得到明年才能問世，甚至是到後年問世都正常，結果沒想到現在就問世了，這簡直是他暫時離開前最好的消息。

“走，就在實驗室，大家都興奮壞了！”潘教授說道，然後在前面帶路，秦元清跟上。

來到了不遠處的實驗室，就看到郭院士如同一個孩子一般，在那邊又跳又叫著，眼中都是飽含淚水，其他人也好不到哪裏去。