第三百七十三章碳基芯片問世

　　說實在的，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（EUV），匯聚了所有西方國家最頂尖的制造技術，堪稱人類有史以來最緊密的工業品。

　　與航空發動機一起，成為工業制造皇冠上的一顆明珠。

　　秦元清也有完整的極紫外光刻機制造技術，但是他沒有兌換，因為實際上現在不怎么需要，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，在硅基集成電路時代，西方國家有著巨大的先發優勢，華夏很難在這一領域與西方國家展開競爭。在軍事應用上還好，放著技術專利管不到軍事設備，但是在民用方面，就會受到專利的約束。

　　這么多年下來，西方國家那些企業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，然后世界就轟動了，實在是3G時代的紅利還沒有吃完，4G時代的紅利才剛剛開始吃，都還沒有吃飽，結果你華威掌握5G技術，這不是砸人家飯碗么。

　　更可惡的是，5G技術一突破，華夏已經在建設5G基站，這速度實在是太快了。

　　所以才鬧得沸沸揚揚。

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

　　碳納米管被科學家們寄予了厚望！

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

　　碳納米管的直徑可以根據工藝的不同制成幾納米到幾十納米長；管壁厚度更小，根據壁層碳原子數量不同，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，碳納米管的韌性極高，可以承受彎曲、拉伸等應力，電信號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。

　　其導電性質強烈地依賴于結構，可以由絕緣體轉變為半導體、由半導體變為導體。而且，它的導電方式和原理與傳統的晶體管不一樣，有更強的傳導能力。

　　另外，現有的晶體管在導電過程中無可避免地會產生漏電流，漏電會導致發熱，而碳納米管可以避免這一問題，故而能效相對較高。

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

　　發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，發熱極其嚴重，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熱就少，加上碳納米管本身的熱導率很高，有效地減少了用于散熱的能耗，所以碳納米管的能效會遠遠高于以硅為材料的晶體管。

　　世界范圍內，最早實現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，該器件性能比預期差很多。

　　近年來，也有國外的各類實驗室號稱制備出1nm柵長的碳納米管器件，但更多的只是噱頭，實際使用性能很差。

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

　　“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！”潘教授興奮地差點都要跳起來，已經快48歲的潘教授，在這一刻一點也不顯得穩重。

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

　　有了碳基芯片，潘教授完全有把握，讓量子計算機達到2個比特，大大提高量子計算機的運行速度。

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

　　“走，就在實驗室，大家都興奮壞了！”潘教授說道，然后在前面帶路，秦元清跟上。

　　來到了不遠處的實驗室，就看到郭院士如同一個孩子一般，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實驗室。

　　“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。

　　“因為是碳材料，這種芯片對強光源比較敏感，我們就把它保存在里面了！”郭院士解釋說道。

　　盯著那個茶色的玻璃器皿端詳了一會兒，看著安靜躺在容器中央卡槽內的拇指甲大小的芯片，秦元清開口問道：“可進行測試了？”

　　“還沒來得及進行測試，接下來會展開測試階段！”潘教授說道。

　　秦元清微微點頭，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，華夏在碳基芯片領域實現了彎道超車，從此以后不怕再被卡脖子了。也代表著，量子計算機迎來最適合它的芯片了。

　　“郭院士，潘教授，算法方面我已經完成差不多了，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頒獎典禮，等回來后再完成加密算法。”

　　不知不覺，已經到了諾貝爾頒獎時間，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到世界一流，現在碳基芯片樣品誕生，意味著華夏成為世界上第一個掌握碳基芯片的國家，占據著先機，無疑在今后的碳基芯片領域將擁有先發優勢，從而在標準的制定上擁有著絕對的話語權，在碳基芯片的專利上也能占據先機，學習西方那些專利流氓一樣，成為新時代的專利流氓。

　　當然，現在碳基芯片樣品屬于實驗室產品，接下來將進行一系列測試，去檢驗碳基芯片的性能，以及探索相關的碳基芯片制造工藝，從碳基芯片實驗室產品走向商業化，沒有三五年，估計有點懸。

　　一流企業做標準，二流企業做品牌，三流企業做產品！

　　這句話到現在也是沒有過時！

　　誰掌握先機，誰在標準制定上就擁有更大的話語權。

　　當然，在算法方面，秦元清已經基本上自己一個人干完了，那一整套算法可比原本的算法強了十倍都不止。原本量子計算機算法團隊，制定的那些算法，簡直是又臭又長，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，重新制造一臺量子計算機，并且檢測碳基芯片的性能，爭取新春之時給全國人民獻禮！”

　　秦元清笑了笑，新春獻禮，國內科研機構特別流行這個，也不知道該說什么，這個傳統秦元清倒是沒有特殊感情，但是國內科研機構總是希望在新春來臨之際，公布最新成果，給全國人民獻上新春大禮。

　　潘教授親自開車，送秦元清前往機場，臨別之時，潘教授再三真摯地感謝秦元清對于量子計算機所作的貢獻，他們項目組一定會如實地向上級匯報。

　　秦元清淡笑不語，實際上報不報他的，他已經無所謂了，畢竟他已經站在華夏科學界最頂峰了，一覽眾山小，他已經不需要那些名氣來加成了，來維持他的話語權。

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