盡管當(dāng)下芯片的存儲(chǔ)功能“無(wú)限”強(qiáng)大，但人類一直追求極限突破，近日有研究表明，石墨烯技術(shù)可使芯片的速率提升百萬(wàn)倍，這無(wú)論對(duì)于科技研發(fā)還是對(duì)于我們的生活體驗(yàn)都有著無(wú)法比擬的作用。

石墨烯技術(shù)優(yōu)點(diǎn)頗多，未來(lái)或成芯片主要材料

      石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，它的厚度只相當(dāng)于一個(gè)碳原子?？梢哉f(shuō)，石墨烯是世界上最薄卻最堅(jiān)硬的材料，也是世界上電阻率最小的材料。由于以上特性，石墨烯成為了一種良好的導(dǎo)體，能夠用來(lái)制作光板、太陽(yáng)能電池及透明觸控屏幕等具有高科技含量的產(chǎn)品。還能減少噪音，進(jìn)行電子基因測(cè)序等。

      眾所周知，傳統(tǒng)芯片的原材料主要是硅。但是，石墨烯比硅要好用得多。用硅制造的芯片，結(jié)構(gòu)是單層的，它們之間靠線來(lái)連接。這樣的芯片在傳輸數(shù)據(jù)流大、距離遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)時(shí)，往往會(huì)耗費(fèi)較多的資源，而且時(shí)常發(fā)生堵塞。

      石墨烯則與之不同，它是六角型的、呈蜂巢晶格式的平面薄膜，傳導(dǎo)性極佳。因此能夠做到快速傳輸數(shù)據(jù)，提升芯片速率。

      此外，硅基材料芯片的主頻與發(fā)熱量成正比，而主頻又是芯片性能重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)之一。因此，許多芯片廠商為了控制發(fā)熱問(wèn)題都會(huì)采取一些降頻措施。

      如果將石墨烯材料運(yùn)用在芯片制造中，效果則會(huì)好得多。

      與硅基材料相比，石墨烯的載流子遷移率在室溫之下能夠達(dá)到硅的10倍以上，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下則可以達(dá)到100倍，同時(shí)飽和速度可達(dá)硅的5倍。由于石墨烯良好的導(dǎo)熱性，理論上能夠使芯片主頻達(dá)到300GHz，并且功耗低于硅基芯片。

      不過(guò)，石墨烯技術(shù)也存在著一些局限性：

第一，石墨烯的成本極高。

      石墨烯的最高價(jià)格達(dá)到了5000元/克，在業(yè)內(nèi)有“黑金”之稱。因此，一般的企業(yè)在資金方面無(wú)法進(jìn)行研發(fā)，這也是為何石墨烯技術(shù)的玩家基本上都是三星、IBM、英特爾等巨頭的重要原因。

第二，石墨烯技術(shù)存在局限性。

      石墨烯的生長(zhǎng)是有嚴(yán)格的控制條件的，必須在絕緣襯底上定位，才能生長(zhǎng)出所需管徑大小的半導(dǎo)體石墨烯。但是對(duì)石墨烯的生長(zhǎng)進(jìn)行嚴(yán)格控制的條件目前尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

第三，無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。

      由于成本極高和技術(shù)上的局限性，石墨烯的生產(chǎn)仍處于實(shí)驗(yàn)研究階段，并未在商業(yè)用途方面實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。與之相比，硅基材料在成本和穩(wěn)定性方面仍存在優(yōu)勢(shì)。

      隨著移動(dòng)端的發(fā)展，PC端逐漸沒(méi)落。如果能夠開(kāi)發(fā)出速度更快的芯片，將使更快的計(jì)算能力變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。這不僅能夠推動(dòng)芯片行業(yè)的進(jìn)步，還能夠推動(dòng)人工智能和認(rèn)知計(jì)算的發(fā)展。盡管目前石墨烯技術(shù)仍存在短板，但是在未來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)或許會(huì)為芯片及相關(guān)行業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)革命性的改變。

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