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中科院上海微系统所加速石墨烯产品规模,4英寸锗基石墨烯晶圆已研制成功

木马童年 2020-6-17 14:00 138 0

与非网 6 月 17 日讯,据悉,中科院上海微系统所创新实验室正在加紧建设,计划今年 9 月完成实验室建设,中试生产 8 英寸石墨烯单晶晶圆等多种产品。该实验室属于中科院上海微系统所谢晓明团队,具有中试放大功能, ...

与非网 6 月 17 日讯,据悉,中科院上海微系统所创新实验室正在加紧建设,计划今年 9 月完成实验室建设,中试生产 8 英寸石墨烯单晶晶圆等多种产品。该实验室属于中科院上海微系统所谢晓明团队,具有中试放大功能,实验室设在上海市石墨烯功能型平台。

去年 9 月,中科院上海微系统所与上海市石墨烯功能型平台签约合作,由后者的创新实验室承担中试工作,扩大石墨烯晶圆等产品的生产规模。目前,谢晓明团队团队已能制备 8 英寸石墨烯单晶晶圆。据报道,中科院上海微系统所研究员吴天如表示,我们花 10 年工夫,终于掌握了石墨烯单晶晶圆可控制备技术,实现了 4—8 英寸单晶的小批量生产。

此外,中科院上海微系统所还在国际上首次实现了半导体锗基石墨烯 CVD(化学气相沉积)制备,研制出 4 英寸锗基石墨烯晶圆。迄今为止,中科院上海微系统所在石墨烯材料制备与器件应用领域已申请 100 余项专利,授权 70 余项,其中国际专利 9 项。

中科院上海微系统所加速石墨烯产品规模,4英寸锗基石墨烯晶圆已研制成功

图源:上观新闻

集成电路产业发展至今,芯片的主要材料一直是硅片。遵循摩尔定律(在价格不变情况下,集成电路上可容纳的元器件数目,每隔 18—24 个月增加一倍,性能也提升一倍),硅芯片的产业化工艺制程目前已缩小到 5 纳米,工艺升级的难度越来越大。

如何突破摩尔定律遇到的瓶颈?用新型碳材料取代硅基材料,是业界普遍看好的解决方案。石墨烯就是一种新型碳材料,它只有一个碳原子层厚度,强度极高,比表面积巨大,导热导电性能优越。

据谢晓明介绍,与硅基材料相比,将石墨烯材料用于制造芯片有四大优势:一是单层石墨烯的厚度仅为 0.27 纳米,在半导体工艺制程方面,遵循摩尔定律的发展潜力比硅基材料大得多;二是石墨烯的晶体结构让自由电子迁移不受束缚,电子运行速度达到 1/300 光速,比硅芯片快 100—1000 倍;三是用石墨烯制造的处理器频率有望达到 1 太赫兹以上,比硅芯片高 100—1000 倍;四是石墨烯可以制成柔性薄膜,让电子产品能弯曲、更便携。

因为这些优越的性能,欧盟、美国、韩国等多个国家和地区都在石墨烯微电子技术领域进行了布局。如欧盟的“石墨烯旗舰计划”总投资 10 亿欧元,推动石墨烯电子学应用等技术研发。

集成电路 芯片 摩尔定律 解决方案 电子产品
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