石墨烯可以用于制造芯片吗？

Question

如题所述

Answer 1

      可以将石墨烯运用于芯片上。目前，我国已经成功研发出以石墨烯为基础的晶体管，这种类型的芯片比普通芯片性能提升了10倍以上。此外，石墨烯制造芯片的时间比普通芯片时间降低了1000倍。

      将石墨烯运用于芯片上，主要是因为与硅材料相比，石墨烯在硬度、导电性和导热性等方面均占据着一定的优势。石墨烯是最薄的纳米材料，厚度只有0.335nm；石墨烯也足够硬，比钢铁的强度高200倍。同时，石墨烯的导电性是硅的100倍，导热性比铜强10倍。从工艺技术上讲，石墨烯芯片可以做到1nm以下。如果采用同样的工艺制程，石墨烯芯片性能会更强，功耗会更低。麻省理工学院的研究发现，理论上石墨烯可使芯片的运行速率提升百万倍。

      虽然我国已经在石墨烯芯片研究领域取得了一定的研究成果（北京大学已经研制出单片光电集成芯片；中国科学院的团队已经制造出8英寸的石墨烯晶圆，并且已经形成稳定的小批量生产。）。但是距离石墨烯芯片的真正应用，仍然需要克服诸多难题。

      为了实现石墨烯芯片的真正应用，我们需要克服以下难题：

      第一， 纯净石墨烯的提炼。目前主要是提纯成本高。这个成本到底有多高呢？人们需要耗费5000元才能提纯1g石墨烯。

      第二， 从纯净的石墨烯如何制造出有功能的结构。一般有两种途径：改良形态和加入新材料。

      第三， 需要类似于光刻机的高精度设备。这个设备可以在石墨烯圆晶上切片、刻蚀和注入离子。这个高精度设备需要其他行业的辅助协作。我认为这应该是石墨烯芯片实现量产的一个关键性因素。