重生科技學(xué)霸 第三百七十三章碳基芯片問世

說實(shí)在的，哪怕是到了今日，秦元清扶持華芯科技，可是在涉及集成電路高端制造領(lǐng)域，華夏與西方國家依舊有著不小的差距。

別的不說，單單阿斯麥公司的極紫外光刻機(jī)（EUV），匯聚了所有西方國家最頂尖的制造技術(shù)，堪稱人類有史以來最緊密的工業(yè)品。

與航空發(fā)動(dòng)機(jī)一起，成為工業(yè)制造皇冠上的一顆明珠。

秦元清也有完整的極紫外光刻機(jī)制造技術(shù)，但是他沒有兌換，因?yàn)閷?shí)際上現(xiàn)在不怎么需要，光光7納米、5納米制程工藝，就需要華芯科技好好吸收一陣子了。

秦元清也不得不承認(rèn)，在硅基集成電路時(shí)代，西方國家有著巨大的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，華夏很難在這一領(lǐng)域與西方國家展開競(jìng)爭(zhēng)。在軍事應(yīng)用上還好，放著技術(shù)專利管不到軍事設(shè)備，但是在民用方面，就會(huì)受到專利的約束。

這么多年下來，西方國家那些企業(yè)可是充分詮釋了什么叫作‘專利流氓’，專利壁壘不是開玩笑的。

這也是為什么，華夏率先掌握5G技術(shù)，然后世界就轟動(dòng)了，實(shí)在是3G時(shí)代的紅利還沒有吃完，4G時(shí)代的紅利才剛剛開始吃，都還沒有吃飽，結(jié)果你華威掌握5G技術(shù)，這不是砸人家飯碗么。

更可惡的是，5G技術(shù)一突破，華夏已經(jīng)在建設(shè)5G基站，這速度實(shí)在是太快了。

所以才鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)。

秦元清承認(rèn)，硅基芯片制程上的差距，讓華夏很難在短時(shí)間內(nèi)追上西方發(fā)達(dá)國家，哪怕追上了也稱不上彎道超車。但硅基領(lǐng)域沒辦法彎道超車，并不意味著沒有另辟蹊徑的辦法。

碳納米管被科學(xué)家們寄予了厚望！

這與其本身的特性息息相關(guān)。首先，碳納米管芯片身量雖小，但節(jié)能增效能力卻更加強(qiáng)大，碳納米管是由單層碳原子卷成管狀的碳材料，導(dǎo)電性能極好，而且碳元素在地球上的儲(chǔ)量十分豐富。

碳納米管的直徑可以根據(jù)工藝的不同制成幾納米到幾十納米長；管壁厚度更小，根據(jù)壁層碳原子數(shù)量不同，碳納米管可以分為單壁碳納米管和多壁碳納米管；在同樣集成度的情況下，碳納米管芯片比硅元器件體積更小。

同時(shí)，碳納米管的韌性極高，可以承受彎曲、拉伸等應(yīng)力，電信號(hào)傳輸過程的延遲很短，所以，從材料物理屬性上看，碳納米管具有替代硅芯片的潛力。

其次，碳材料具有多種同素異形體，除了碳納米管以外，還有人們熟知的金剛石、石墨、富勒烯、活性炭等等。

其導(dǎo)電性質(zhì)強(qiáng)烈地依賴于結(jié)構(gòu)，可以由絕緣體轉(zhuǎn)變?yōu)榘雽?dǎo)體、由半導(dǎo)體變?yōu)閷?dǎo)體。而且，它的導(dǎo)電方式和原理與傳統(tǒng)的晶體管不一樣，有更強(qiáng)的傳導(dǎo)能力。

另外，現(xiàn)有的晶體管在導(dǎo)電過程中無可避免地會(huì)產(chǎn)生漏電流，漏電會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱，而碳納米管可以避免這一問題，故而能效相對(duì)較高。

從理論上講，碳納米管芯片的能量利用率有望超過現(xiàn)有芯片的能效比（60至70）。

發(fā)熱問題的解決也給芯片的散熱降低了壓力，硅晶體管的功耗很大，在小小的芯片空間內(nèi)，發(fā)熱極其嚴(yán)重，為了不使芯片過熱無法工作，還需要分配部分的功耗用于芯片的散熱，這使得硅晶體管功耗增大。

而碳納米管芯片本身產(chǎn)熱就少，加上碳納米管本身的熱導(dǎo)率很高，有效地減少了用于散熱的能耗，所以碳納米管的能效會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于以硅為材料的晶體管。

世界范圍內(nèi)，最早實(shí)現(xiàn)碳納米管器件制備的是IBM，其在2014年成功制備出碳納米管20nm柵長器件，不過，該器件性能比預(yù)期差很多。

近年來，也有國外的各類實(shí)驗(yàn)室號(hào)稱制備出1nm柵長的碳納米管器件，但更多的只是噱頭，實(shí)際使用性能很差。

秦元清選中了碳基芯片這個(gè)方向后，開始帶領(lǐng)碳納米管器件的研究，然后一大批研究人員就體會(huì)到，有大佬親自帶路的便捷性和速度，研發(fā)快得一塌糊涂，一遇到瓶頸和難點(diǎn)，就有秦元清親自上馬解決，短短時(shí)間內(nèi)就完成超高純度電子級(jí)碳納米管量產(chǎn)制備，隨后團(tuán)隊(duì)便開始在高性能碳納米管（CMOS互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）晶體管的無摻雜制備、晶體管的極性控制方面進(jìn)行深入研究。

“秦院士，好消息！”這一天，秦元清正在投入算法的工作中，潘教授喜氣洋洋的過來說道。

“哦？潘教授，有什么好消息？”秦元清好奇地問道。

“成功了！碳基芯片成功了！”潘教授興奮地差點(diǎn)都要跳起來，已經(jīng)快48歲的潘教授，在這一刻一點(diǎn)也不顯得穩(wěn)重。

他完全沒有想到，秦元清才來了不到一個(gè)月，碳基芯片竟然就研發(fā)成功了，這簡(jiǎn)直是太不可思議，太鼓舞人心了！

有了碳基芯片，潘教授完全有把握，讓量子計(jì)算機(jī)達(dá)到2個(gè)比特，大大提高量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。

“在哪里？”秦元清也頗為意外，他還想著，這碳基芯片估計(jì)得到明年才能問世，甚至是到后年問世都正常，結(jié)果沒想到現(xiàn)在就問世了，這簡(jiǎn)直是他暫時(shí)離開前最好的消息。

“走，就在實(shí)驗(yàn)室，大家都興奮壞了！”潘教授說道，然后在前面帶路，秦元清跟上。

來到了不遠(yuǎn)處的實(shí)驗(yàn)室，就看到郭院士如同一個(gè)孩子一般，在那邊又跳又叫著，眼中都是飽含淚水，其他人也好不到哪里去。

誰能想得到，碳基芯片竟然就誕生在他們這個(gè)實(shí)驗(yàn)室。

“秦院士，謝謝你，謝謝你！”郭院士說話聲音都有些哽咽了。

“郭院士，您看是不是讓我看一下碳基芯片？”秦元清有些不好意思地說道。

“你看，我這個(gè)老頭子，一高興就忘記，小曹，把碳基芯片取出來，給秦院士看看。”郭院士說道，然后就看到一個(gè)中年人掏出鑰匙解開了柜子的鎖，然后帶上手套，從樣品柜里小心翼翼地取出了一支巴掌大小的茶色玻璃器皿。

“因?yàn)槭翘疾牧希@種芯片對(duì)強(qiáng)光源比較敏感，我們就把它保存在里面了！”郭院士解釋說道。

盯著那個(gè)茶色的玻璃器皿端詳了一會(huì)兒，看著安靜躺在容器中央卡槽內(nèi)的拇指甲大小的芯片，秦元清開口問道：“可進(jìn)行測(cè)試了？”

“還沒來得及進(jìn)行測(cè)試，接下來會(huì)展開測(cè)試階段！”潘教授說道。

秦元清微微點(diǎn)頭，碳基芯片的樣品誕生，意味著華夏從碳基晶體管到碳基芯片的飛越性突破！

這說明，華夏在碳基芯片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了彎道超車，從此以后不怕再被卡脖子了。也代表著，量子計(jì)算機(jī)迎來最適合它的芯片了。

“郭院士，潘教授，算法方面我已經(jīng)完成差不多了，接下來只剩下加密算法。”秦元清說道，“我明天就得返回京城，和其他人一起參加諾貝爾獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮，等回來后再完成加密算法。”

不知不覺，已經(jīng)到了諾貝爾頒獎(jiǎng)時(shí)間，秦元清再來到中科大后，也是取得了很大的成果，一來是使得華夏在碳基晶體管迅速達(dá)到世界一流，現(xiàn)在碳基芯片樣品誕生，意味著華夏成為世界上第一個(gè)掌握碳基芯片的國家，占據(jù)著先機(jī)，無疑在今后的碳基芯片領(lǐng)域?qū)碛邢劝l(fā)優(yōu)勢(shì)，從而在標(biāo)準(zhǔn)的制定上擁有著絕對(duì)的話語權(quán)，在碳基芯片的專利上也能占據(jù)先機(jī)，學(xué)習(xí)西方那些專利流氓一樣，成為新時(shí)代的專利流氓。

當(dāng)然，現(xiàn)在碳基芯片樣品屬于實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品，接下來將進(jìn)行一系列測(cè)試，去檢驗(yàn)碳基芯片的性能，以及探索相關(guān)的碳基芯片制造工藝，從碳基芯片實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品走向商業(yè)化，沒有三五年，估計(jì)有點(diǎn)懸。

一流企業(yè)做標(biāo)準(zhǔn)，二流企業(yè)做品牌，三流企業(yè)做產(chǎn)品！

這句話到現(xiàn)在也是沒有過時(shí)！

誰掌握先機(jī)，誰在標(biāo)準(zhǔn)制定上就擁有更大的話語權(quán)。

當(dāng)然，在算法方面，秦元清已經(jīng)基本上自己一個(gè)人干完了，那一整套算法可比原本的算法強(qiáng)了十倍都不止。原本量子計(jì)算機(jī)算法團(tuán)隊(duì)，制定的那些算法，簡(jiǎn)直是又臭又長，被秦元清直接推翻掉。

“行，那我們祝秦院士你捧杯歸來！”郭院士笑著說道：“我們也要努力，重新制造一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)，并且檢測(cè)碳基芯片的性能，爭(zhēng)取新春之時(shí)給全國人民獻(xiàn)禮！”

秦元清笑了笑，新春獻(xiàn)禮，國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)特別流行這個(gè)，也不知道該說什么，這個(gè)傳統(tǒng)秦元清倒是沒有特殊感情，但是國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)總是希望在新春來臨之際，公布最新成果，給全國人民獻(xiàn)上新春大禮。

潘教授親自開車，送秦元清前往機(jī)場(chǎng)，臨別之時(shí)，潘教授再三真摯地感謝秦元清對(duì)于量子計(jì)算機(jī)所作的貢獻(xiàn)，他們項(xiàng)目組一定會(huì)如實(shí)地向上級(jí)匯報(bào)。

秦元清淡笑不語，實(shí)際上報(bào)不報(bào)他的，他已經(jīng)無所謂了，畢竟他已經(jīng)站在華夏科學(xué)界最頂峰了，一覽眾山小，他已經(jīng)不需要那些名氣來加成了，來維持他的話語權(quán)。

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