第三百七十三章 碳基芯片问世

说实在的，哪怕是到了今日，秦元清扶持华芯科技，可是在涉及集成电路高端制造领域，华夏与西方国家依旧有着不小的差距。

别的不说，单单阿斯麦公司的极紫外光刻机（EUV），汇聚了所有西方国家最顶尖的制造技术，堪称人类有史以来最紧密的工业品。

与航空发动机一起，成为工业制造皇冠上的一颗明珠。

秦元清也不得不承认，在硅基集成电路时代，西方国家有着巨大的先发优势，华夏很难在这一领域与西方国家展开竞争。

这也是为什么，华夏率先掌握5G技术，然后世界就轰动了，实在是3G时代的红利还没有吃完，4G时代的红利才刚刚开始吃，都还没有吃饱，结果你华威掌握5G技术，这不是砸人家饭碗么。

更可恶的是，5G技术一突破，华夏已经在建设5G基站，这速度实在是太快了。

所以才闹得沸沸扬扬。

秦元清承认，硅基芯片制程上的差距，让华夏很难在短时间内追上西方发达国家，哪怕追上了也称不上弯道超车。但硅基领域没办法弯道超车，并不意味着没有另辟蹊径的办法。

碳纳米管被科学家们寄予了厚望！

这与其本身的特性息息相关。首先，碳纳米管芯片身量虽小，但节能增效能力却更加强大，碳纳米管是由单层碳原子卷成管状的碳材料，导电性能极好，而且碳元素在地球上的储量十分丰富。

碳纳米管的直径可以根据工艺的不同制成几纳米到几十纳米长；管壁厚度更小，根据壁层碳原子数量不同，碳纳米管可以分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管；在同样集成度的情况下，碳纳米管芯片比硅元器件体积更小。

同时，碳纳米管的韧性极高，可以承受弯曲、拉伸等应力，电信号传输过程的延迟很短，所以，从材料物理属性上看，碳纳米管具有替代硅芯片的潜力。

其次，碳材料具有多种同素异形体，除了碳纳米管以外，还有人们熟知的金刚石、石墨、富勒烯、活性炭等等。

其导电性质强烈地依赖于结构，可以由绝缘体转变为半导体、由半导体变为导体。而且，它的导电方式和原理与传统的晶体管不一样，有更强的传导能力。

另外，现有的晶体管在导电过程中无可避免地会产生漏电流，漏电会导致发热，而碳纳米管可以避免这一问题，故而能效相对较高。

从理论上讲，碳纳米管芯片的能量利用率有望超过现有芯片的能效比（60%至70%）。

发热问题的解决也给芯片的散热降低了压力，硅晶体管的功耗很大，在小小的芯片空间内，发热极其严重，为了不使芯片过热无法工作，还需要分配部分的功耗用于芯片的散热，这使得硅晶体管功耗增大。

而碳纳米管芯片本身产热就少，加上碳纳米管本身的热导率很高，有效地减少了用于散热的能耗，所以碳纳米管的能效会远远高于以硅为材料的晶体管。

世界范围内，最早实现碳纳米管器件制备的是IBM，其在2014年成功制备出碳纳米管20nm栅长器件，不过，该器件性能比预期差很多。

近年来，也有国外的各类实验室号称制备出1nm栅长的碳纳米管器件，但更多的只是噱头，实际使用性能很差。

秦元清选中了碳基芯片这个方向后，开始带领碳纳米管器件的研究，然后一大批研究人员就体会到，有大佬亲自带路的便捷性和速度，研发快得一塌糊涂，一遇到瓶颈和难点，就有秦元清亲自上马解决，短短时间内就完成超高纯度电子级碳纳米管量产制备，随后团队便开始在高性能碳纳米管（CMOS互补金属氧化物半导体）晶体管的无掺杂制备、晶体管的极性控制方面进行深入研究。

“秦院士，好消息！”这一天，秦元清正在投入算法的工作中，潘教授喜气洋洋的过来说道。

“哦？潘教授，有什么好消息？”秦元清好奇地问道。

“成功了！碳基芯片成功了！”潘教授兴奋地差点都要跳起来，已经快48岁的潘教授，在这一刻一点也不显得稳重。

他完全没有想到，秦元清才来了不到一个月，碳基芯片竟然就研发成功了，这简直是太不可思议，太鼓舞人心了！

有了碳基芯片，潘教授完全有把握，让量子计算机达到2个比特，大大提高量子计算机的运行速度。

“在哪里？”秦元清也颇为意外，他还想着，这碳基芯片估计得到明年才能问世，甚至是到后年问世都正常，结果没想到现在就问世了，这简直是他暂时离开前最好的消息。

“走，就在实验室，大家都兴奋坏了！”潘教授说道，然后在前面带路，秦元清跟上。

来到了不远处的实验室，就看到郭院士如同一个孩子一般，在那边又跳又叫着，眼中都是饱含泪水，其他人也好不到哪里去。