碳纳米管有望成为下一代集成电路的芯片材料——再论硅基集成电路会被终结吗

摘要

二年前,笔者曾经在前一文中就硅基集成电路会被终结吗进行过探讨.二年后的今天,再来看一下情况变得如何了.二年前,英特尔的第三代处理器用上了22纳米工艺.而今天已经用14纳米的工艺在生产硅单晶芯片了.继续应验了英特尔公司创始人Gordon Moore的预言,即当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数量大约每隔18个月便会翻一番,性能也将提升一倍.人们还是在不断地按照这个规律想方设法提高单个芯片上硅晶体管的数量.但是,被用于蚀刻开关电路的这些材料已经变得比光波长还要细小,迟早有一天使用硅为材料制造日益变小的电路的物理极限将会到来.科学家们预计在十年左右的时间里,硅材料将终结在仅为5纳米的极限最小尺寸.从而促使人们寻找替代品来取代硅基芯片的地位.在众多的候选材料中,包括采用新的硅基电路结构的各种方案中,1991年被发现的碳纳米管以其独特的性能略胜一筹.因此,人们希望在十年左右的时间内,碳纳米管的技术可以准备就绪.碳纳米管集成电路研究已经进入了攻坚阶段，且在短短几年中取得了或者正在取得突破性的进展，有望在2020年这个时间节点上，接过硅基集成电路的接力棒，成为下一代的集成电路芯片。人们已经用了一个新的名词:碳基集成电路。