應對未來芯片危機：歐洲致力于石墨烯等二維材料研發(fā)

報道表示，芯片危機在最糟糕的時刻爆發(fā)了——第6波疫情、交通支出泡沫和各種不可預測的不幸（日本工廠火災、美國得克薩斯州風暴等）匯集在一起，迫使芯片工廠紛紛關閉。

但實際上，報道認為這個問題遲早會爆發(fā)，因為整個歐洲還沒有達到世界芯片產(chǎn)量的10%。那么，有解決的辦法嗎？有，但短期內(nèi)無法實現(xiàn)——現(xiàn)在投資的任何東西都需要數(shù)年時間才能反映在工業(yè)生產(chǎn)中。歐洲正在拼命趕上制造芯片熱潮時錯過的那班車。

報道認為，更重要的是引領下一代集成電路技術，其中，石墨烯等具有驚人特性的材料已經(jīng)開始從實驗室躍入日常生活，并將在其中發(fā)揮重要作用。歐盟已經(jīng)開始致力于這項新技術的研發(fā)，但傳統(tǒng)的硅半導體在中期內(nèi)仍將是必不可少的。

“現(xiàn)在要想替代硅非常困難”，西班牙阿拉貢納米科學與材料研究所的研究員勞爾·阿雷納爾坦言，“硅的性能良好。它是一種在純度方面可以控制得很好的材料，而且成本非常低。一旦將硅材料的這些優(yōu)點放在比較的天平上，硅就很難被擊敗。然而，幾十年來，人們一直在尋找硅的替代品，近年來更是如此，因為硅材料正在達到減小晶體管尺寸的物理極限?！?/span>

主要的替代方案之一是所謂的二維材料——即那些具有長度和寬度、但厚度僅一兩個原子的材料，因此它們實際上幾乎沒有厚度。由碳原子的6邊形晶格組成的石墨烯材料是最受歡迎的。由這種材料制成的芯片有朝一日可能會取代硅芯片，但該設想在未來幾年內(nèi)還難以實現(xiàn)，這方面仍有待進一步研究。最重要的是，有必要確保這些未來材料能夠以可接受的成本進行可靠的生產(chǎn)。

“歐洲在石墨烯研究和技術開發(fā)方面處于有利地位，而且正在采取正確的研發(fā)步驟，”西班牙石墨烯公司的科學總監(jiān)阿馬婭·蘇魯圖薩說。西班牙石墨烯公司是一家專門從事石墨烯材料研發(fā)的企業(yè)。事實上，歐盟在2013年投資了10億歐元，以推動之后10年內(nèi)的石墨烯技術發(fā)展。最近一年來，石墨烯材料的3條試驗生產(chǎn)線已經(jīng)投入運行。蘇魯圖薩還稱，“我們想表明石墨烯材料具有競爭優(yōu)勢，它可以在芯片內(nèi)實現(xiàn)我們想要的目標，我們正走在正確的軌道上?！?/span>

情況并非總是如此，由于在歐洲生產(chǎn)芯片的成本更高，所有生產(chǎn)都被外包給了亞洲?！耙苍S這不是正確的策略，我們應該保留一個小生產(chǎn)基地，這樣才能供應本地的芯片需求，”蘇魯圖薩坦言，“我相信歐盟現(xiàn)在已經(jīng)意識到了當時采取的策略是不正確的，并且想要把這件事情做好。歐盟一直在為未來投資研發(fā)有前途的材料。從錯誤中吸取教訓是明智的。石墨烯可能將成為應對未來芯片危機的B計劃。”

在此之前，也許在未來5年內(nèi)，石墨烯將推動其他技術的發(fā)展，例如生物醫(yī)學傳感器和夜視攝像頭等。此外，它很可能將成為下一代芯片的一部分——在這種情況下，石墨烯將增強硅的性能，而不是完全取代它。

“只用二維材料制造集成電路是可能的，事實上已經(jīng)有一些原型產(chǎn)品，但目前，它們與用現(xiàn)有硅技術生產(chǎn)的芯片在集成度、成本、可靠性和效率方面還相差甚遠，”西班牙格拉納達大學納米電子學、石墨烯和二維材料實驗室的負責人弗朗西斯科·加米斯指出。

來源：內(nèi)容來自參考消息網(wǎng)