所以个人认为,碳纳米管晶体管商业化至少还需要10年。但是,仅靠现有的技术很难将碳纳米管纯化到99.99999%,因为制造碳纳米管需要金属纳米管,所以很难分离纯化。
碳基芯片很先进,你觉得几年内能量产呢?
确实,同水平的碳基芯片的性能要比硅基芯片的性能强不少。据IBM的研究报告称:同技术水准的碳纳米管晶体管的性能要比硅晶体管领先15代,而斯坦福大学的报告则称:如果将碳纳米管晶体管设计成三维的话,性能比二维的硅晶体管提升1000倍。不过,碳基芯片没有正是商用之前,理论研究的再好,也不是真的。据专家所说:只要国家拿出支持传统集成电路技术的支持力度,加上产业界全力支持,3-5年应当能有商业碳基芯片出现,10年以内碳基芯片开始进入高端、主流应用。
也就是说,只要对碳基芯片的研发进行投资,就有在3-5年商业化的可能,10年内进入手机和电脑中取代现有的硅基CPU。只不过据第一个碳纳米管研制出来已经22年了,碳纳米管作为晶体管的研究成果并不是太大。国内于2017年,制造出了由2500个碳纳米管晶体管组成的集成电路,其性能仅相当于Inter4004;而在2019年,MIT团队制造出了由1.4万个碳纳米管晶体管组成的CPU,但是其主频还不如最早的Inter80386。
所以说,个人觉得,碳纳米管晶体管距离商业化,至少还需要10年的时间。而制约碳纳米管晶体管迈入商业化的主要原因就是:提纯到99.999999%极为困难,承载电流能力弱,碳纳米管难以生长在特定的位置。只不过以现有的技术要将碳纳米管提纯到99.999999%是很困难的,因为在制造碳纳米管时就需要用到金属纳米管,以至于在分离提纯时难度较大。
虽然不能提纯到99.99999%,但用现有技术提纯到99.99%是可行的。硅可以承载每微米1ma的电流,而碳纳米管目前只能承载每微米6μa的电流。提高碳纳米管的载流能力,只能缩短沟道长度,增加密度。MIT团队研发的处理器的沟道长度为1μm,而国产处理器的沟道长度为3 nm。如果国内外联合起来,估计碳纳米管晶体管在很长一段时间内都不会商业化。