石墨烯无法在数字计算领域完全取代硅的地位

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  去年年初,IBM就在《科学》杂志上发表论文宣布,他们已经用石墨烯晶体管制造出了频率高达100GHz的电路, 预示了石墨烯应用中的美好未来。一时间大家似乎已经乐观的认为,石墨烯将在未来数年内取代硅,成为制造高性能处理器的基本材料。然而,IBM研究院纳米技 术领域专家林郁明(音)博士日前在接受Custom PC杂志采访时一针见血的指出,石墨烯无法在数字计算领域完全取代硅的地位。

  石墨烯(Graphene)是石墨的一种特殊存在形式,呈二维结构,由蜂窝状的单层碳原子组成,因此又被称为单层石墨,已成流行词汇的“碳纳米管”实际上也可被视为是滚成桶状的石墨烯。石墨烯拥有独特的物理、化学和结构特性,其在集成电路领域的应用近来被业界看好。

  林郁明解释称,IBM之前展示的石墨烯晶体管和CPU中使用的晶体管有着明显的区别。石墨烯晶体管不存在能隙(Energy gap),因此无法被“完全关闭”,导致只有很小的开关比(on/off ratio)。

  虽然不能用于完全取代硅制造CPU,但他也表示石墨烯可以和硅互为补充,以混合电路的形式扩充计算机芯片的功能。比如,IBM之前展示的石墨烯电路就是一种RF射频芯片,此类电路不依赖于较高的开关比。

  至于石墨烯的优点,林郁明表示石墨烯晶体管电路的尺寸在理论上是无限的。相较于硅基电路,石墨烯可以更方便的扩大规模。这是因为石墨烯由单层原子组成,而硅芯片在厚度降低到原子级别的时候则会明显影响质量。

  另外,由于电子在石墨烯电路中的运行速度远高于硅,因此石墨烯电路可以运行在比硅电路高得多的频率上,比如100GHz甚至1THz。

IBM:石墨烯无法在CPU中完全取代硅

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