侵权投诉
当前位置:

OFweek电子工程网

工艺/制造

正文

5nm是物理极限 芯片发展将就此结束?

导读: 摩尔定律是指IC上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。然而事情的发展总归会有一个权限,5nm则是硅芯片工艺的极限所在,事实上,随着10nm、7nm芯片研发消息不断报出,人们也开始担心硅芯片极限的逐渐逼近,会不会意味着摩尔定律最终失效,进而导致半导体行业停滞不前。

摩尔定律是指IC上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。然而事情的发展总归会有一个权限,5nm则是硅芯片工艺的极限所在,事实上,随着10nm、7nm芯片研发消息不断报出,人们也开始担心硅芯片极限的逐渐逼近,会不会意味着摩尔定律最终失效,进而导致半导体行业停滞不前。

为什么说5nm是现有芯片工艺的极限呢?

Source:源极 Gate:栅极 Drain:漏极

这个主要是由于现有芯片制造的原材料是“晶元”、或者说硅片,也就是硅,所以我们才说硅芯片。一块看起来非常小的芯片,实际上已经整合了数以亿计的晶体管,晶体管简单而言可以看作是一个可控的电子开关,晶体管由源极、漏极和位于他们之间的栅极所组成,电流从源极流入漏极,栅极则起到控制电流通断的作用,从而产生0 1数字信号,在目前的芯片中,连接晶体管源极和漏极的是硅元素。

然而随着晶体管尺寸的不断缩小,源极和栅极间的沟道也在不断缩短,当沟道缩短到一定程度的时候,量子隧穿效应就会变得极为容易,换言之,就算是没有加电压,源极和漏极都可以认为是互通的,那么晶体管就失去了本身开关的作用,因此也没法实现逻辑电路。

从现在来看,10nm工艺是能够实现的,7nm也有了一定的技术支撑,而5nm则是现有半导体工艺的物理极限,那么芯片的发展就此结束了吗?

其实问题分析到这,大家也应该明白了,不是硅片发展到头了,而是硅芯片的发展到了极限了,要突破这个极限的话,只能靠使用其它材料才代替硅了。

石墨烯

近年来,石墨烯被炒得很热,它具有很强的导电性、可弯折、强度高,这些特性可以被应用于各个领域中,甚至具有改变未来世界的潜力,也有不少人把它当成是取代硅,成为未来的半导体材料。

碳纳米管

碳纳米管和近年来非常火爆的石墨烯有一定联系,零维富勒烯、一维碳纳米管、二维石墨烯都属于碳纳米材料家族,并且彼此之间满足一定条件后可以在形式上转化。碳纳米管是一种具有特殊结构的一维材料,它的径向尺寸可达到纳米级,轴向尺寸为微米级,管的两端一般都封口,因此它有很大的强度,同时巨大的长径比有望使其制作成韧性极好的碳纤维。

碳纳米管和石墨烯在电学和力学等方面有着相似的性质,有较好的导电性、力学性能和导热性,这使碳纳米管复合材料在超级电容器、太阳能电池、显示器、生物检测、燃料电池等方面有着良好的应用前景。此外,掺杂一些改性剂的碳纳米管复合材料也受到人们的广泛关注,例如在石墨烯/碳纳米管复合电极上添加CdTe量子点制作光电开关、掺杂金属颗粒制作场致发射装置。

1  2  下一页>  
声明: 本文由入驻OFweek公众平台的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

我来说两句

(共0条评论,0人参与)

请输入评论

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码: