华为再突破!石墨烯场效应晶体管专利公布,碳基芯片已经崛起?

阅读:62时间:2021-04-25

文章来源:腾讯新闻客户端自媒体   作者|科基沐沐


放眼华为这些年,可谓是一路坎坷,从最开始受美国打压和封锁,慢慢荣耀被强制脱离华为,到后来华为又被限制向各大厂商购入5G芯片等各种零件。

难道我国自主创新到头来就只能落得这样的结局?当然不是了,华为背后的整个研发团队,用高超的技术和实力,向美国进行了强有力的回击。

就在最近,华为向全球公布的石墨烯场效应晶体管专利,便是最好的证明。提及此处,我们应该对石墨烯场效应晶体管进行简单地了解。

石墨烯场效应晶体管

其实早在2019年,我国科学院金属研究中心,曾首次研制出以肖特基结作为发射结的一种垂直结构石墨烯基区晶体管——硅—石墨烯—锗晶体管,这就将石墨烯基区晶体管的延迟期间,成功缩短了上千倍。

从而极大缩短了电子器件信号的传递,以及处理的速度,同时未来还被预测在太赫兹领域的高速器件中,能够得到很好的应用。

根据提供的相关专利申请简介显示,提出的专利申请是一种石墨烯场效应晶体管,它涉及到半导体相关领域,能够对部件和器件的输出电阻进行有效地提升,以此提高开关比,进而实现射频性能的最大化。

另外在上海市举办的国际石墨烯创新大会上,我国中科院展示了目前最新研制的仅仅只有8英寸的石墨烯单晶晶圆。

对比硅基芯片,碳基芯片拥有高硬度、高导电性和导热性等性能优势。据此有关专家分析,如果将石墨烯晶体管投放到市场中,预示着我国半导体行业将会得到不错的发展。

根据有关数据统计显示,我国石墨烯晶圆的年产值达到300吨左右,因此它比传统芯片等原材料的价格要低廉,进而成本也能得到一定程度的控制,更为关键的是,碳基芯片的性能比以往的硅基芯片提升超过10倍。并且源于碳基芯片的延伸性能较好,因此能够被应用于某些折叠设备等更广泛的行业里。

此外,就在上海市的有关石墨烯晶圆技术平台的推进下,我国的科研工作人员将其小批量生产成功实现,在产品的型号、尺寸以及质量上自然是处于领先的位置。

正是石墨烯晶圆的小批量生产,为我国新一代电子部件、器件等相关技术的研发,奠定了坚实基础。

现如今,根据石墨烯研发而来,应用在数据通信方面的一些电子组件,已在业内进行原型演示的操作,其中电子以及光子组件,已经被集成在传输系统里,并且通过了认证。

这可以使数据变得更为高速、低功耗,例如从属于石墨烯光电探测器的光电模块里,就可以将自可见光至热红外的整体波段检测出来。

前文提及过,石墨烯本身就是导热和导电性能都非常好的一种材料,尽管厚度才达到头发的二十万分之一,可是在强度方面却是头发的200倍以上,是迄今为止导热导电性能最好、强度最硬以及最轻便的材料,被人们称之为“黑金”

在前几年,雅典首次对外展示的石墨烯电动车,不仅充电时间短,而且行驶距离长,在1小时之内就能充达80%左右的电量,高于普通电池6倍,动力以及续航两大优势也在领域内遥遥领先,就此获得了消费者的青睐。

在目前,由我国进行制造的石墨烯电池已投入使用。将石墨烯电池应用在我们日常所熟知手机上,仅仅需要几秒钟的时间便可以将电量充到满档,而且这个电池的使用时间,甚至能够连续达到半个月之久,亦或是在环保节能汽车上装置,仅仅充有10分钟左右时间的电量,就能行驶1000公里左右!

不仅石墨烯电池在短时间内能够完成将电量充满的使命,同时还具有让人大吃一惊的抗冷热性能,它能够在处于零下40摄氏度至零上120摄氏度的环境下不受影响继续工作。即便在零下30摄氏度,石墨烯电池依旧可以做到1000次充放,而电池性能不掉,而在零上100摄氏度,它还能完成稳定循环4.5万次。

除此之外,石墨烯电池在使用寿命也是有目共睹的。石墨烯电池在一天充10次电的情形下,也能够使用70年左右,就算将它折弯一万次,它的密度也是保持不变的,哪怕意外地将电芯置于火堆里也不会起火和爆炸。这样高性能的石墨烯被业界称之为“黑金”确实也实至名归。

与此同时,我国现如今的AI技术更是今时不同往日,已经能够同美国并驾齐驱了。那我国目前的AI技术又达到了什么水平呢,为什么就连美国都不可阻挡了?

实际上AI技术就是人工智能技术,而人工智能又可以具体分为两个部分,即人工与智能,通俗地说就是人类研制出来的产品,带有像人类所拥有的自我意识等思维。

譬如电影《终结者》里的机器人,或是可以自动驾驶的车子,亦或是能够感应人类体温,并进行自动调节的空调等,都是所谓的人工智能。

而人工智能技术之所以被世界各国所看重,就是因为它能够应用于医药、教育、军事、工业、农业、电商、购物、金融、交通运输、社交媒体、游戏音乐等诸多领域和行业。

在农业方面,相比以往的农耕机械的工作效率,目前人工智能技术下的机器和设备直接提升到一个全新的高度,在将其农作物生产效率提高的同时,在检测农作物湿度、土壤成分、地区温度上发挥着更明显的作用,更便于精确耕种。

尤其是人工智能机器人在清草除害时更精确地喷洒农药,会大大加速工作人员的耕作种植的速度,从而更快收获农作物。

在工业方面,如今有较多工厂都引进了人工智能技术的机器,这些机器可以在工业制造上利用数据采集和分析以此达到提高设备生产效率的目的,同时还可以促进生产工艺的改革,进而提高产品的质量,由此我国工业的竞争力将会得到持续的提升。

在教育方面的作用更是显而易见的,由于农村等一些闭塞偏僻的地方的交通不够便利,因此该地的教育资源相较于城市有着不小的差距,而人工智能却可以突破交通因素的限制,更好地对教学资源进行整合,那些山区的孩子们便可以轻松地在教学网络平台上享受到优质的教学。

另外,人工智能技术能够更有针对性地解决学生面临的学习问题,主动关联知识库,对欠缺的知识点做到更好地巩固,因为人工智能的人机拥有交互学习的性能,还可以促进学生对学习的兴趣和热情。

在军事方面,在战斗机、航母、核潜艇以及卫星等领域也都装置了人工智能技术。我国大小型无人机的飞行,在侦查、排爆以及战斗等工作上有着不可替代的作用。畅想一下,在未来人工智能甚至能够操纵上万架无人机,那场面是何等的壮观!

若是每一架无人机都配有战斗武器,我国的国防安全将会得到更大程度上的保证,我国在国际舞台上也会变得更加有底气,我国人民的生活也会更加幸福!

华为申请的石墨烯场效应晶体管专利以及人工智能技术这两个方面是我国成功立足于世界领先的地位,过去的历史教训让我们太过了解,科学技术对一个国家的重要性,即便我国在某些科技领域已经走在世界前沿,但我们依然会以不忘初心的态度和持之以恒的精神,在科研路上继续行走下去,不断创新,不断创造!


 

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