眾所周知,,目前的半導(dǎo)體材料,,還是以硅為主,。雖然也有其它材料在開發(fā),比如碳基材料,、SiC,、GaN等材料,但至少目前還不是主流,。
不過大家也清楚,,硅基芯片目前快接近摩爾定律極限了,TSMC,、三星等已經(jīng)將工藝推進(jìn)至3nm了,,接下來再推進(jìn),,越來越難了,摩爾定律失效了,。
所以各大半導(dǎo)體廠商們,,都在不斷的尋找新材料,以用來取代硅基材料,,以讓摩爾定律能夠延續(xù)下來,。
而鉆石材料也是大家在研究的一種,甚至鉆石已經(jīng)被很多科學(xué)家證實(shí)是當(dāng)前最理想的半導(dǎo)體材料,,因?yàn)樗诤芏喾矫娑际沁h(yuǎn)超硅的,。
一是它是更耐熱,是硅的5倍,,目前硅基材料的芯片,,發(fā)熱就已經(jīng)非常難控制了,換上鉆石后,,就不怕了,。
二是更容易冷卻,按照數(shù)據(jù),,鉆石的傳熱效率是硅的 22 倍,,意思就是如果發(fā)熱了,也很容易將熱量傳導(dǎo)出去,。
第三是可以承受更高的電壓,,而不會(huì)被擊突,這樣在制造半導(dǎo)體時(shí),,這樣能夠承受更高的電壓,,更強(qiáng)的性能。
第四,,電子(和電子空穴)可以更快地穿過它們,,在測(cè)試中,使用鉆石的半導(dǎo)體材料提供的電流,,可以達(dá)到硅的100萬倍。
所以如果基于鉆石來制造半導(dǎo)體,,能夠制造出更快,、更輕、更好的設(shè)備,,比硅更低功耗,,更高性能,更耐熱,,更環(huán)保,。更重要的是,,使用鉆石來制造半導(dǎo)體,與硅制造半導(dǎo)體是類似的,,現(xiàn)有的設(shè)備很多都能用,。
只不過在早期,鉆石太貴了,,而硅成本非常低,,且硅基芯片遠(yuǎn)沒有達(dá)到摩爾極限,所以并沒有受到重視,。
隨著人造鉆石誕生,,鉆石價(jià)格大跌,再加上硅基芯片達(dá)到了摩爾定律臨界點(diǎn),,鉆石材料才再次被重視了起來,。
而近日,日本Adamant并木精密寶石會(huì)社與滋賀大學(xué)聯(lián)合宣布,,已成功實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)鉆石晶圓,,今后專用于量子計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì),也就是存儲(chǔ)芯片,。
按照媒體的說法,,用鉆石來制造存儲(chǔ)芯片,一個(gè)55mm的晶圓,,其能存儲(chǔ)的量相當(dāng)于10億張藍(lán)光碟容量,,遠(yuǎn)超硅基芯片。
不過,,不過要拿鉆石來制造晶圓,,必須是高純度,鉆石主要是碳組成的,,那么其中像氮等元素濃度必須控制在在3ppb(10億分之3)以下,,這個(gè)是個(gè)難點(diǎn),比硅要求的9個(gè)9的純度更高
另外不管是天然鉆石,,還是人造鉆石,,都還是很貴的。但如果用鉆石制造芯片,,想必會(huì)大規(guī)模的人造鉆石,,那么鉆石還能夠當(dāng)做奢侈品,“一顆永流傳么”,?只怕不會(huì)了吧,。