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碳芯片技术是否准备迈向商业化?

2009/7/8/10:38 来源:电子工程专辑

为各种有机化合物基础成分的碳(cabon),注定将取代它在化学元素周期表的邻居硅(Si)成为未来半导体组件的材料首选?无论是哪种结构,碳在散热、频率范围甚至超导电性的表现上都优于硅。查看更多精彩资讯

    为各种有机化合物基础成分的碳(cabon),注定将取代它在化学元素周期表的邻居硅(Si)成为未来半导体组件的材料首选?无论是哪种结构,碳在散热、频率范围甚至超导电性的表现上都优于硅。

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    市场研究机构Gartner资深分析师Dean Freeman认为,在碳科技中已经最接近商业化的,就是发展时间已经超过15年的钻石。钻石是三维架构的碳,根据供应硅晶圆片上40纳米(nm)~15微米(micron)钻石薄膜的厂商指出,其散热效率是硅的10倍。

    二维架构的碳,是厚度3埃(angstrom)的单分子层,又称为石墨烯(graphene),则可藉由比硅高十倍的电子迁移率,达到兆兆赫(terahertz)等级的频率表现。至于一维架构的碳,则是直径1nm的纳米管(nanotube),其超越硅的特长则在于速度,可达到有机晶体管的10倍。

    还有零维架构的碳,是一种60个原子大小的中空球体,称为富勒烯(fullerenes);这种材料则能解决硅无法达到高温超导体的问题。与碱金属(alkali-metal)原子插层(Intercalation)排列、紧密封装的富勒烯,能在38K温度下达到超导。

    在接下来的几年内,碳制程技术就可能取代几乎所有的电路材料,例如互连组件用的导体、我们熟知的半导体,以及隔离装置用的绝缘体。但产业界最快何时会开始大量使用碳材料,特别是在眼前不明朗的经济情势下,还有待观察。

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