曾經麻省理工在2019年所發布的這項研究里面,所用到的碳納米管陣列的純度只有四個九,也就是而人們猜測這個純度至少在六個九或者是八個九的時候,才能夠讓碳納米管芯片的性能比肩傳統芯片。
在七月份,北大的張志勇彭練矛教授的科研團隊,通過獨創的制備工藝,在4英寸的基底上,制備出純度高達六個九,也就是純度高達的碳納米管陣列。
在密度和純度這兩個重要的指標上,比過去的類似研究高出了1-2個量級。
并且基于這種高品質的碳管陣列,研究人員還批量制作出來了相應的晶體管和環形振蕩器來驗證這種新工藝的批量生產潛力。
通過實驗發現,這些晶體管和環形振蕩器的性能,首次超越了在同等尺寸下的傳統硅芯片里面的元器件,證明了碳芯片確實是可能比硅芯片要更加強大。
碳納米管一旦在未來走向產業應用,由于在功耗和性能上的優勢,很有可能應用在手機和5G基站這樣對能耗比要求比較苛刻的場景。
如果芯片的能耗如果可以繼續下降兩個兩級的話,就可以利用像是人的體液,提問這些非常細微的能量來源進行供電,使用的場景將會比如今的消費電子產品要更加的廣闊。
雖然碳確實是有很多的性質非常的出色,一些電學性質甚至比硅還要好,然而碳芯片最大的局限其實是工藝上做絕緣層。
硅襯底做絕緣層只需要氧化得到二氧化硅就可以了,但是碳材料沒法通過氧化做絕緣層,這方面的工藝是導致碳沒法替代硅的重要因素。
如果可以順利解決這些問題的話,以大唐科技的實力,可以在三年內量產出成品,而且其中的碳晶體管將會注入如今的量子計算機的量子晶體管,實現量子計算機的小型化。
畢竟如今大唐科技總部地下室的那一千臺量子計算機,每一臺都像是大冰箱一樣大,其中的量子晶體管,量子存儲器等東西的體積實在是太大了。
一個量子晶體管的體積,已經達到了巴掌大小,因為受限于其硅的本質,沒法做小,所以量子計算機里面動輒上百個量子晶體管,還不包括其他的零件。
這也是量子計算機這么大的主要原因,如果繼續延續硅基底來做芯片,甚至是做晶體管的話,那么最小的量子晶體管,也只能做到手指粗細。
若是碳芯片以及碳晶體管的計劃可以成功,那么就可以將量子晶體管的體積縮小到如今的主流電子晶體管一樣的大小,甚至可以在巴掌大的芯片中,集成上億個小型量子晶體管。
這樣子的話,初步的量子芯片就可以徹底制作出來,有可能到時候一臺量子計算機可以做到筆記本大小,但是其算力卻比全世界的所有電腦加起來的算力還要高。
畢竟如今的量子計算機并沒有量子芯片,而像是第一臺計算機一樣,采用了大量的晶體管來承擔數據的運算。