第三百七十三章碳基芯片问世

　　说实在的，哪怕是到了今日，秦元清扶持华芯科技，可是在涉及集成电路高端制造领域，华夏与西方国家依旧有着不小的差距。

　　别的不说，单单阿斯麦公司的极紫外光刻机（EUV），汇聚了所有西方国家最顶尖的制造技术，堪称人类有史以来最紧密的工业品。

　　与航空发动机一起，成为工业制造皇冠上的一颗明珠。

　　秦元清也有完整的极紫外光刻机制造技术，但是他没有兑换，因为实际上现在不怎么需要，光光7纳米、5纳米制程工艺，就需要华芯科技好好吸收一阵子了。

　　秦元清也不得不承认，在硅基集成电路时代，西方国家有着巨大的先发优势，华夏很难在这一领域与西方国家展开竞争。在军事应用上还好，放着技术专利管不到军事设备，但是在民用方面，就会受到专利的约束。

　　这么多年下来，西方国家那些企业可是充分诠释了什么叫作‘专利流氓’，专利壁垒不是开玩笑的。

　　这也是为什么，华夏率先掌握5G技术，然后世界就轰动了，实在是3G时代的红利还没有吃完，4G时代的红利才刚刚开始吃，都还没有吃饱，结果你华威掌握5G技术，这不是砸人家饭碗么。

　　更可恶的是，5G技术一突破，华夏已经在建设5G基站，这速度实在是太快了。

　　所以才闹得沸沸扬扬。

　　秦元清承认，硅基芯片制程上的差距，让华夏很难在短时间内追上西方发达国家，哪怕追上了也称不上弯道超车。但硅基领域没办法弯道超车，并不意味着没有另辟蹊径的办法。

　　碳纳米管被科学家们寄予了厚望！

　　这与其本身的特性息息相关。首先，碳纳米管芯片身量虽小，但节能增效能力却更加强大，碳纳米管是由单层碳原子卷成管状的碳材料，导电性能极好，而且碳元素在地球上的储量十分丰富。

　　碳纳米管的直径可以根据工艺的不同制成几纳米到几十纳米长；管壁厚度更小，根据壁层碳原子数量不同，碳纳米管可以分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管；在同样集成度的情况下，碳纳米管芯片比硅元器件体积更小。

　　同时，碳纳米管的韧性极高，可以承受弯曲、拉伸等应力，电信号传输过程的延迟很短，所以，从材料物理属性上看，碳纳米管具有替代硅芯片的潜力。

　　其次，碳材料具有多种同素异形体，除了碳纳米管以外，还有人们熟知的金刚石、石墨、富勒烯、活性炭等等。

　　其导电性质强烈地依赖于结构，可以由绝缘体转变为半导体、由半导体变为导体。而且，它的导电方式和原理与传统的晶体管不一样，有更强的传导能力。

　　另外，现有的晶体管在导电过程中无可避免地会产生漏电流，漏电会导致发热，而碳纳米管可以避免这一问题，故而能效相对较高。

　　从理论上讲，碳纳米管芯片的能量利用率有望超过现有芯片的能效比（60%至70%）。

　　发热问题的解决也给芯片的散热降低了压力，硅晶体管的功耗很大，在小小的芯片空间内，发热极其严重，为了不使芯片过热无法工作，还需要分配部分的功耗用于芯片的散热，这使得硅晶体管功耗增大。

　　而碳纳米管芯片本身产热就少，加上碳纳米管本身的热导率很高，有效地减少了用于散热的能耗，所以碳纳米管的能效会远远高于以硅为材料的晶体管。

　　世界范围内，最早实现碳纳米管器件制备的是IBM，其在2014年成功制备出碳纳米管20nm栅长器件，不过，该器件性能比预期差很多。

　　近年来，也有国外的各类实验室号称制备出1nm栅长的碳纳米管器件，但更多的只是噱头，实际使用性能很差。

　　秦元清选中了碳基芯片这个方向后，开始带领碳纳米管器件的研究，然后一大批研究人员就体会到，有大佬亲自带路的便捷性和速度，研发快得一塌糊涂，一遇到瓶颈和难点，就有秦元清亲自上马解决，短短时间内就完成超高纯度电子级碳纳米管量产制备，随后团队便开始在高性能碳纳米管（CMOS互补金属氧化物半导体）晶体管的无掺杂制备、晶体管的极性控制方面进行深入研究。

　　“秦院士，好消息！”这一天，秦元清正在投入算法的工作中，潘教授喜气洋洋的过来说道。

　　“哦？潘教授，有什么好消息？”秦元清好奇地问道。

　　“成功了！碳基芯片成功了！”潘教授兴奋地差点都要跳起来，已经快48岁的潘教授，在这一刻一点也不显得稳重。

　　他完全没有想到，秦元清才来了不到一个月，碳基芯片竟然就研发成功了，这简直是太不可思议，太鼓舞人心了！

　　有了碳基芯片，潘教授完全有把握，让量子计算机达到2个比特，大大提高量子计算机的运行速度。

　　“在哪里？”秦元清也颇为意外，他还想着，这碳基芯片估计得到明年才能问世，甚至是到后年问世都正常，结果没想到现在就问世了，这简直是他暂时离开前最好的消息。

　　“走，就在实验室，大家都兴奋坏了！”潘教授说道，然后在前面带路，秦元清跟上。

　　来到了不远处的实验室，就看到郭院士如同一个孩子一般，在那边又跳又叫着，眼中都是饱含泪水，其他人也好不到哪里去。

　　谁能想得到，碳基芯片竟然就诞生在他们这个实验室。

　　“秦院士，谢谢你，谢谢你！”郭院士说话声音都有些哽咽了。

　　“郭院士，您看是不是让我看一下碳基芯片？”秦元清有些不好意思地说道。

　　“你看，我这个老头子，一高兴就忘记，小曹，把碳基芯片取出来，给秦院士看看。”郭院士说道，然后就看到一个中年人掏出钥匙解开了柜子的锁，然后带上手套，从样品柜里小心翼翼地取出了一支巴掌大小的茶色玻璃器皿。

　　“因为是碳材料，这种芯片对强光源比较敏感，我们就把它保存在里面了！”郭院士解释说道。

　　盯着那个茶色的玻璃器皿端详了一会儿，看着安静躺在容器中央卡槽内的拇指甲大小的芯片，秦元清开口问道：“可进行测试了？”

　　“还没来得及进行测试，接下来会展开测试阶段！”潘教授说道。

　　秦元清微微点头，碳基芯片的样品诞生，意味着华夏从碳基晶体管到碳基芯片的飞越性突破！

　　这说明，华夏在碳基芯片领域实现了弯道超车，从此以后不怕再被卡脖子了。也代表着，量子计算机迎来最适合它的芯片了。

　　“郭院士，潘教授，算法方面我已经完成差不多了，接下来只剩下加密算法。”秦元清说道，“我明天就得返回京城，和其他人一起参加诺贝尔奖颁奖典礼，等回来后再完成加密算法。”

　　不知不觉，已经到了诺贝尔颁奖时间，秦元清再来到中科大后，也是取得了很大的成果，一来是使得华夏在碳基晶体管迅速达到世界一流，现在碳基芯片样品诞生，意味着华夏成为世界上第一个掌握碳基芯片的国家，占据着先机，无疑在今后的碳基芯片领域将拥有先发优势，从而在标准的制定上拥有着绝对的话语权，在碳基芯片的专利上也能占据先机，学习西方那些专利流氓一样，成为新时代的专利流氓。

　　当然，现在碳基芯片样品属于实验室产品，接下来将进行一系列测试，去检验碳基芯片的性能，以及探索相关的碳基芯片制造工艺，从碳基芯片实验室产品走向商业化，没有三五年，估计有点悬。

　　一流企业做标准，二流企业做品牌，三流企业做产品！

　　这句话到现在也是没有过时！

　　谁掌握先机，谁在标准制定上就拥有更大的话语权。

　　当然，在算法方面，秦元清已经基本上自己一个人干完了，那一整套算法可比原本的算法强了十倍都不止。原本量子计算机算法团队，制定的那些算法，简直是又臭又长，被秦元清直接推翻掉。

　　“行，那我们祝秦院士你捧杯归来！”郭院士笑着说道：“我们也要努力，重新制造一台量子计算机，并且检测碳基芯片的性能，争取新春之时给全国人民献礼！”

　　秦元清笑了笑，新春献礼，国内科研机构特别流行这个，也不知道该说什么，这个传统秦元清倒是没有特殊感情，但是国内科研机构总是希望在新春来临之际，公布最新成果，给全国人民献上新春大礼。

　　潘教授亲自开车，送秦元清前往机场，临别之时，潘教授再三真挚地感谢秦元清对于量子计算机所作的贡献，他们项目组一定会如实地向上级汇报。

　　秦元清淡笑不语，实际上报不报他的，他已经无所谓了，毕竟他已经站在华夏科学界最顶峰了，一览众山小，他已经不需要那些名气来加成了，来维持他的话语权。