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日本用钻石做晶圆,用于量子计算机,一块晶圆,相当10亿张DVD

互联网乱侃秀2022-04-27 14:13发文

众所周知,目前的半导体材料,还是以硅为主。虽然也有其它材料在开发,比如碳基材料、SiC、GaN等材料,但至少目前还不是主流。

不过大家也清楚,硅基芯片目前快接近摩尔定律极限了,TSMC、三星等已经将工艺推进至3nm了,接下来再推进,越来越难了,摩尔定律失效了。

所以各大半导体厂商们,都在不断的寻找新材料,以用来取代硅基材料,以让摩尔定律能够延续下来。

而钻石材料也是大家在研究的一种,甚至钻石已经被很多科学家证实是当前最理想的半导体材料,因为它在很多方面都是远超硅的。

一是它是更耐热,是硅的5倍,目前硅基材料的芯片,发热就已经非常难控制了,换上钻石后,就不怕了。

二是更容易冷却,按照数据,钻石的传热效率是硅的 22 倍,意思就是如果发热了,也很容易将热量传导出去。

第三是可以承受更高的电压,而不会被击突,这样在制造半导体时,这样能够承受更高的电压,更强的性能。

第四,电子(和电子空穴)可以更快地穿过它们,在测试中,使用钻石的半导体材料提供的电流,可以达到硅的100万倍。

所以如果基于钻石来制造半导体,能够制造出更快、更轻、更好的设备,比硅更低功耗,更高性能,更耐热,更环保。更重要的是,使用钻石来制造半导体,与硅制造半导体是类似的,现有的设备很多都能用。

只不过在早期,钻石太贵了,而硅成本非常低,且硅基芯片远没有达到摩尔极限,所以并没有受到重视。

随着人造钻石诞生,钻石价格大跌,再加上硅基芯片达到了摩尔定律临界点,钻石材料才再次被重视了起来。

而近日,日本Adamant并木精密宝石会社与滋贺大学联合宣布,已成功实现量产钻石晶圆,今后专用于量子计算机的存储介质,也就是存储芯片。

按照媒体的说法,用钻石来制造存储芯片,一个55mm的晶圆,其能存储的量相当于10亿张蓝光碟容量,远超硅基芯片。

不过,不过要拿钻石来制造晶圆,必须是高纯度,钻石主要是碳组成的,那么其中像氮等元素浓度必须控制在在3ppb(10亿分之3)以下,这个是个难点,比硅要求的9个9的纯度更高

另外不管是天然钻石,还是人造钻石,都还是很贵的。但如果用钻石制造芯片,想必会大规模的人造钻石,那么钻石还能够当做奢侈品,“一颗永流传么”?只怕不会了吧。

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