硅基芯片是以硅(Si)为基础材料制作的集成电路芯片。硅是一种半导体材料,其原子结构使得它在特定条件下既可以导电,也可以作为绝缘体。硅基芯片的基本结构是在硅衬底上通过一系列复杂的微纳加工工艺构建多层电路。 芯片的最底层是硅衬底,它为整个芯片提供了物理支撑。在硅衬底之上,有通过掺杂等工艺形成的有源区,这些有源区包含了大量的晶体管,是芯片实现各种功能的核心部分。晶体管主要由源极、漏极和栅极组成,通过控制栅极电压来调节源极和漏极之间的电流,从而实现信号的放大、开关等功能。
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近期国产8英寸石墨烯晶圆实现小批量生产,只需在石墨烯晶圆上继续实现加工工艺,便能绕开光刻机,产出碳基芯片,总而言之就是无需被卡脖子。当碳基芯片实现商业化,便能摆脱硅基芯片时代的窘境。
最近,《Science》子刊《Science Advances》上发表的一篇论文称,研究团队开发了一种能够窥探硅晶体内部结构的非侵入性成像技术。这很有可能成为测试常规硅基芯片的有效方法,且可能为下一代的量子计算技术奠定基础。
在未来十年左右的时间里,蚀刻在硅基电脑芯片上的电路预计就将变得小无可小,从而促使人们寻找替代品来取代硅基芯片的地位。在使用什么材料作为替代品的问题上,有些研究者正对碳纳米管寄予厚望。在本周一,斯坦福大学的一个研究团队成功地演示了一个简单的微电子电路,这个电路是由44个完全以丝状纤维制成的晶体管所组成的。