第240章 國內外的碳基芯片進展

電影黑科技 第240章 國內外的碳基芯片進展

所謂的化學制備，以最通俗的方法可以理解為它們是在各種特殊溶液里面“泡”出來的。

而以單鏈DNA為工具實現的排列組合，也可以簡單地理解為在要放碳納米管的地方放出一根1號“繩子”，再給碳納米管也拴上一根對應的2號“繩子”。

這兩根繩子是互補的關系，可以互相連接，所以2號繩子會把碳納米管跟1號“繩子”拴在一起，這樣碳納米管自然也就可以如愿落到對應的位置上了。

而通過調整這些“繩子”，還可以把碳納米管排列成各種各樣的形狀，就好像可以用一根繩子把一個人捆成不同的姿勢進行PLAY……

或者跟捆木柴一樣，只要繩子足夠，木柴想怎么捆就怎么捆。

碳基芯片批量制備的前提是實現超高半導體純度、順排、高密度、大面積均勻的碳納米管陣列薄膜。

只有滿足上面幾個要求，才有可能批量化生產碳基芯片。

而想要復刻系統里面的綠洲1號，還需要在這個實現的基礎上持續發展足夠的時間才有可能。

陳神翻開王倩送過來的資料，這里面除了最基礎的學習資料以外，還有著國內外最新的研究資料，以及對應的實驗數據。

這些實驗數據里面，就數國內的最為詳盡，可以說是完完全全，毫無保留地把實驗產生的所有有效數據都送到了他的面前。

這個給了陳神極大的方便。

因為這次的情況特殊，碳基芯片在國內已經有大學在進行研究，而且已經取得了不俗的成果，充分證明了他們的實力。

所以陳神不打算在基地里面額外為自己設一個芯片實驗室了，畢竟圓明園職業技術學院那邊已經有了，他這邊再增加一個完全就是浪費。

而且等待實驗室和團隊搭建的過程，還會浪費他的時間，同時也分散了主要的研究力量，造成研究資源的浪費。

與其這樣，還不如直接跟圓明園職業學院那邊共享一個實驗室算了。

相關的實驗都可以由他來遠程指揮。

而且在一些細節領域，圓明園職院的團隊也必定比他要專業，也可以給他更多的幫助。

通過手上的資料和數據，陳神很快就明白了當前國內外碳基芯片發展的情況。

目前，世界上碳基芯片的主要玩家就是國內和大洋彼岸，其他國家和地區還在攢入門的門票錢。

而在國內和國外兩個玩家里面，雙方走的路線又是不一樣的。

其中對面更在乎碳基芯片與現有硅基芯片工藝的兼容性問題，他們使用目前標準的EDA芯片設計軟件，利用硅基芯片兼容的材料和工藝制備碳基芯片。

目前已經制作出一個由14000個碳基晶體管組成的集成電路，并且運行成功，不過性能只達到了硅基芯片30年前的技術水平。

這種技術最大的亮點在于，它是在一條商業硅基線上做的，它可以更快的實現產業應用，之前雄厚的硅基芯片制造實力已經給他們打下了好得不能再好的基礎。

不過就算如此，這種碳基芯片想要真正達到工業化生產，投入市場使用的地步，也還有著很長的路要走。

與國外團隊相對比，國內的圓明園職院團隊走的則是另一條創新的路子。

他們從碳管制造，組裝工藝和元器件結構等方面入手，創造性地研發出一套高性能碳S器件的無摻雜制造方法。

最近更是取得了突破性的進展，首次制造出了5nm柵極碳納米管CMOS器件，它的工作速度2倍于牙膏廠最新的商用硅晶體管，能耗卻只有其的1/4，這表明了在10nm以下碳納米管CMOS器件比硅基CMOS器件具有明顯的性能優勢。

而且圓明園職院的團隊在高性能碳基晶體管和高質量碳納米管材料方面，對國外的團隊具有明顯的領先優勢。

另外，與國外的技術路線相比，國內的碳基芯片在生產工藝上也有很大的不同。

國內目前的碳基芯片制備流程還十分初級和原始，完善的空間還很大，大概是這樣的：

第一步是把碳納米管提純到99.9999，俗稱6個9的純度之后，得到半導體碳納米管，只有這個純度或者以上的碳納米管才可以用于集成電路。

第二步是以單鏈DNA控制碳納米管搭建成集成電路所需要的各種結構，自動形成對應的組裝體。

到這一步，這些自動組裝而成的組裝體，全部都還泡在溶液之中。

第三步則是要制作出真正的電路，這需要將DNA完成的組裝體規則地搭建在基片上。

這需要在基板上貼一層膜，隨后使用光刻機等設備在基片上刻出與組裝體對應的納米級圖形，然后把包含著組裝體的溶液滴在基片上。

這樣一來，溶液里面的組裝體就會在基片上面散布開來，但是只有恰好與納米圖形相合的組裝體才能落入基片里，其他排列不整齊的組裝體，都留在了基片外表的那層膜上。

最后再揭掉那層膜，就可以實現組裝體按需要規則排列。

是的，目前的碳基芯片還是一樣需要使用光刻及電子束刻蝕等技術，才能得到納米級的電子圖形。

并沒有一些人想象的那么輕松，換了一種材料就可以甩開一切束縛。

因為這種微觀層面的加工能力是芯片所必須的。

哪怕不用光刻機，也會有暗刻機、明刻機……

陳神對此也早有心理準備，不過他還是希望能夠找出一種不需要光刻機的工藝。

畢竟納米圖形的加工能力也不是只有光刻機才擁有的。

他如果等待國內光刻機研發的話，那完全就是浪費了他手上的碳基芯片技術。

看完這些數據，繼續往下翻，很快就讓他發現了一篇不一樣的論文。

《DNA定向納米制備高性能碳納米管場效應晶體管》

這同樣是圓明園職院的一位教授所發表的論文。

這篇論文以DNA模板法制備的平行碳納米管陣列作為模型系統，開發了一種先固定后沖洗的方法，將基于碳納米管陣列的效應晶體管關鍵傳輸性能指標提高了10倍以上。

說人話，就是在高性能電子和生物分子自組裝的界面上，這種方法可以用可伸縮的DNA生物模板來制作納米級的電子圖形。

也就是說，不需要光刻機！

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