而且芯片做大之后,單個芯片的成本會增加很多,因為芯片內部除了計算控制電路之外,還有通信電路,儲存電路,物理內核越多,這些也就越復雜。
畢竟做大之后芯片內部的導線就變長了,電阻也就變大了,在電壓不變的情況下,電容充電的速度變慢,如果充電要快的話,就得增加電壓,而電壓增大了,那么電流也會相應的變大,發熱如果過大的話,就直接燒毀了。
如今現實的例子擺在眼前的,是AMD的線程撕裂者的芯片,就比普通的銳龍芯片要大,然而其價格也是非常的高昂。
所以這條路是完全走不通的。
而葉凡的想法,是打算使用碳材料做晶體管,這是一種新穎的流派,曾經也被許多科學家所提出來。
為什么這些科學家認為可以采用碳元素呢?其實這跟碳元素本身的優質特性有很大的關系。
例如說用碳納米管所做的晶體管,它的電子遷移率可以是硅的一千倍,通俗來說就是碳材料里面的電子群眾基礎要更加好。
再比如碳納米管里面的電子自由程特別長,也就是電子的活動要更加的自由,而且不容易摩擦發熱。
由于這些底層的優點,所以采用碳來做晶體管,以及替代硅基底層,甚至不用像是硅晶體管那么小,就可以取得同等水平的性能。
例如說阿美堅國防部曾經就在2018年所支持的一項研究,就希望用90nm規格的碳芯片,以實現7nm規格的硅芯片同等的性能。
如今的量子晶體管,其本質上也是另類的硅晶體管,只不過其內部發生遷移的并不是電子,而是量子罷了,但是其本身的硅性質是沒法改變的。
而即便是用碳來制作芯片,也是有許多的思路的,只不過這些思路都還是處于探索性的階段,而最接近實用性的,也就是北大這項研究項目中所涉及的碳納米管芯片這個領域。
早在2013年,阿美堅斯坦福大學就制造出來了世界上第一臺碳納米管計算機,而到了2019年8月,麻省理工學院發布了全球第一款碳納米管通用芯片,里面包含了14000個晶體管。
在當時的《自然》雜志上,連續刊登了三篇文章來推薦這項成果,由此可見當年到底造成了多大的轟動。
然而即便是麻省理工學院所發表的這項轟動性的研究,也只是包含了14000個晶體管,這比起現在的手機芯片動不動就上百億個晶體管的規模,還差的很遠。
而這里面的癥結,就在于制造工藝這四個字上,要想制造出性能堪比商用元器件的碳納米管芯片,一個重要的前提就是能制造得出高純度,高密度,排列整齊的碳納米管陣列。
一旦碳納米管的純度,密度不夠高的話,或者是排列不爭氣,就很難可靠的制造出上億個晶體管這種規模的商用芯片,因為保不準那個晶體管就會出現故障。