第427章 矽基芯片的未來

  此次火箭發射圓滿落幕，在國慶的第三天，第七天，大唐科技又陸續發射了兩次的火箭，造成了不小的轟動。

  這讓人們都看見了大唐科技的火箭發射能力非常的強大，以及技術儲備和科技底涵到底有多麽的恐怖。

  隨著發射一次又一次的成功，已經讓所有人都看見了大唐科技的實力。

  與此同時，隨著三艘火箭發射成功之後，大唐科技在太空中一共有九顆通訊衛星。

  三天后，采礦飛船在月球背面組裝完畢，它承載著大唐科技未來發展的希望，正在往火星的軌道上不斷的加速。

  人們都說互聯網的記憶只有半個月，隨著半個月的時間過去之後，網絡上鋪天蓋地的討論聲已經削弱了下去。

  而葉凡對於網上的討論，倒是並不怎麽關心，因為不管是支持他的也好，反對抹黑他的也罷，言論上是完全無法擊倒葉凡的。

  此時的葉凡，正在揉著額頭，思考著另外的一個問題。

  因為從騰龍芯片集團那邊傳來的消息，按照葉凡的方案，他們已經成功研究並且突破到了3nm的光刻機，而且已經繪製完畢了圖紙，隨時可以提交生產。

  甚至他們已經在著手研究1nm，以及更小精度的光刻機，這一切的發展看起來似乎是欣欣向榮。

  然而讓葉凡頭疼的是，當矽基芯片突破到了1nm之後，量子隧穿效應將會引發“電子失控”，導致芯片失效。

  準確的說，在5nm甚至是7nm以下，就已經存在量子隧穿效應了。

  在這種情況下，替換芯片的矽基底，或許是芯片進一步發展的可能性。

  別看現在已經搞出來了量子計算機，但是未來隨著量子晶體管的逐漸集成化，量子晶體管最終還是會蝕刻到矽基芯片上。

  所以未來計算機的發展，無非是從電子晶體管，換成了量子晶體管而已，本質上是沒有變化的。

  只不過是如今量子計算機的算力實在是太NB，所以掩蓋了其不需要集成化的本質。

  一旦到時候需要計算的事情超過了量子計算機本身的承載能力，滿足不了如今的需求了，那麽量子計算機的集成化是必須要考慮的事情。

  而電路方面的集成化，就繞不開矽基芯片，繞不開蝕刻這一個步驟。

  而早在2016年，《科學》雜志就已經報道過了勞倫斯伯克利國家實驗室的研究成果：世界上最小的晶體管，也就是1納米柵極長度的MOS2晶體管。

  進一步縮小晶體管尺寸是提高計算機算力，以及打破技術瓶頸的重要突破。

  晶體管越是小，那麽芯片上的容量就會越大，處理器的速度就越快，計算機的效率也就會更加的高。

  多年以來，計算機行業一直受到摩爾定律的支配，摩爾定律所指出，半導體電路中的晶體管數量每隔兩年就會翻一倍。

  但是展望未來，目前摩爾定律的發展已經開始遇到麻煩了，所謂的麻煩就是無力定律。

  雖然用矽製造7nm節點在技術上是可行的，但是在那之後就遇到了問題，小於7nm的矽晶體管在物理上面精密相連，電子會經歷量子隧穿效應。

  所謂在芯片上的量子隧穿效應，是指的電子可以連續的從一個門流向下一個門，而不是停留在預期的邏輯門之內，所以這子在本質上使得晶體管不可能處於關閉狀態。

  而晶體管正是需要一開一關，代表著0和1這兩個計算機最本質上的東西，才能正常的運作。

  所以量子隧穿效應的發生，使得芯片始終無法制造到3nm以下。

  雖然已經可以製造1納米光刻機了，但是製造出來的光刻機能用，不代表著芯片也能用啊。

  而工業界一直在壓榨著矽基底的每一點產能，通過將材料轉換成為MOS2，就可以製造出一個只有1nm長的柵晶體管，並且像是開關一樣控制它。

  眾所周知，晶體管都是由三個端子所組成的，分別是源極，漏極和柵極。

  電流從個源極流向漏極，並且由柵極所控制，柵極根據所施加的電壓進行導通或者關閉電流。

  矽和MOS2都是具有晶格結構，但是通過矽的電子有效質量比mos2要小。

  所以當柵極長度為5nm或者更長的時候，矽晶體管可以正常的工作，但是一旦柵極長度小於這個長度的時候，一種叫做量子隧穿的量子力學現象就開始出現了。

  柵勢壘就不能夠再阻止電子從源極流入漏極，這就意味著不能夠再開關晶體管，即電子失去了控制。

  而通過mos2的電子具有更高的質量，它們的流動可以通過更小的門來進行控制。

  而mos2可以縮小到原子一樣的薄片，大約有0.65納米厚，具有較低的介電常數（反映了材料在電場中的儲存能量的能力）這些特性。

  所以這就使得mos2柵極長度減少到1納米的時候，可以對晶體管內部的電流流動進行有序的控制。

  雖然勞倫斯伯克利國家實驗室對此方案的可行性進行了實驗驗證，但是不得不強調的是，這裡的研究仍然處於非常早期的階段。

  一個14納米的芯片上有超過十億個晶體管，而伯克利實驗室團隊，還沒有開發出一種可行的方法，來批量生產新的1nm晶體管，甚至還沒有開發出使用這種晶體管的芯片。

  所以通過mos2替代矽基底的這條路，還是具有一定的可行性的，但是這套路實際上能走多遠，所有人的心中都沒有答案。

  而一些白癡的想法，例如說同等晶體管的數量之下，既然無法將芯片做小，那麽將芯片的面積做大一倍等等行為，仔細查查資料就可以看出來，是非常反智的。

  畢竟大了之後的問題會很多，首先發熱量會導致頻率根本無法得到提升，那麽做大芯片唯一可以實現的就是增加芯片的物理內核。

  前人的慘痛教訓證明了這條路是完全走不通的。

  (本章完)