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【盘点】2017年电子行业十大技术突破

导读: 科技的发展已然超越我们的想象,技术的创新不断令我们咋舌。回顾2017年,我们可以看到纳米级LED突破芯片间传输速率限制、世界首款72层3D NAND问世以及1nm工艺制造出现等一系列技术的不断突破,为未来时代谱写新的篇章。

科技的发展已然超越我们的想象,技术的创新不断令我们咋舌。回顾2017年,我们可以看到纳米级LED突破芯片间传输速率限制、世界首款72层3D NAND问世以及1nm工艺制造出现等一系列技术的不断突破,为未来时代谱写新的篇章。值此背景之下,OFweek电子工程网小编为各位读者总结了其中十项最新的技术突破,以供大家了解电子行业最前沿的发展趋势。

一、石墨烯打造OLED电极获重大突破

2017年1月初,研究人员通过石墨烯制造出OLED电极,这也为石墨烯在OLED产业的发展拉开了序幕。据了解,石墨烯拥有高画质、柔性超薄、高对比、低能耗等特点,它能打造硬度优良、导电优秀、柔性触控、超级透明的优秀触控面板材料。而这次研究人员用石墨烯打造OLED电极就是一项重大突破。

【盘点】2017年电子行业十大技术突破

据专家介绍,附着到OLED的电极尺寸约为2cm x1cm,它使用化学气相沉积(CVD)工艺制造,其中甲烷和氢气被泵入真空室中,铜板被加热到800℃。这两种气体发生化学反应,并当甲烷溶解到铜中时,其在表面上形成石墨烯原子。一旦该层充分形成,使整个装置冷却,施加保护性聚合物片,然后化学蚀刻掉铜以显露纯石墨烯的单原子层。

Fraunhofer有机电子学、电子束和等离子体技术FEP项目负责人Beatrice Beyer博士说,“这是极苛刻材料研究和集成的真正突破。虽然这不是第一个在其构造中使用石墨烯的柔性显示屏,但它首次引入OLED技术,向全色屏幕和快速响应时间迈出一大步。”

中国石墨烯产业联盟表示,目前全球石墨烯年产能达到百吨级,未来5-10年将达到千吨级。到2020年,全球石墨烯市场规模将超1000亿元。

编辑点评:石墨烯特殊的结构形态,使其具备世界上最硬、最薄的特征,同时也具有很强的韧性、导电性和导热性。随着石墨烯不断被开发使用,这些及其特殊的特性使其拥有无比巨大的发展空间,未来可以应用于电子、航天、光学、储能、生物医药、日常生活等大量领域。

二、我国5nm碳纳米管CMOS器件究新实现新突破

1月20日,北京大学信息科学技术学院彭练矛和张志勇课题组在碳纳米管电子学领域取得的世界级突破:首次制备出5纳米栅长的高性能碳纳米晶体管,并证明其性能超越同等尺寸的硅基CMOS(互补金属—氧化物—半导体)场效应晶体管,将晶体管性能推至理论极限。

据了解,该课题组通过优化器件结构和制备工艺,首次实现了栅长为10nm的碳纳米管顶栅CMOS场效应晶体管(对应于5nm技术节点),p型和n型器件的亚阈值摆幅(subthreshold swing,SS)均为70mV/DEC。

【盘点】2017年电子行业十大技术突破

5nm栅长碳管晶体管(A、采用金属接触的碳管晶体管截面透射电镜图,以及采用石墨烯作为接触的碳管晶体管扫描电镜图;B、石墨烯作为接触的碳管晶体管示意图;C、5nm栅长碳管晶体管的转移曲线)

【盘点】2017年电子行业十大技术突破

碳管CMOS器件与传统半导体器件的比较(A、基于碳管阵列的场效应晶体管结构示意图,B-D、碳管CMOS器件与传统材料晶体管的比较)

器件性能不仅远远超过已发表的所有碳纳米管器件,并且更低的工作电压(0.4V)下,p型和n型晶体管性能均超过了目前最好的(Intel公司的14nm节点)硅基CMOS器件在0.7V电压下工作的性能。特别碳管CMOS晶体管本征门延时达到了0.062ps,相当于14纳米硅基CMOS器件(0.22ps)的1/3。

与此同时,课题组也研究接触尺寸缩减对器件性能的影响,探索器件整体尺寸的缩减,将碳管器件的接触电极长度缩减至25nm,在保证器件性能的前提下,实现了整体尺寸为60nm的碳管晶体管,并且成功演示了整体长度为240nm的碳管CMOS反相器,这是目前所实现的最小的纳米反相器电路。

编辑点评:碳纳米管被认为是构建亚10nm晶体管的理想材料,而5nm碳纳米管CMOS器件的研发,也将晶体管性能推至物理极限。在未来,如果碳基技术实现产业化,将有可能彻底改变半导体制造行业的格局,Intel,三星和台积电的优势不复存在,而我国或将拥有最先进的芯片技术。

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