碳芯片技术是否准备迈向商业化?

2009-07-14 10:32:24来源: RFID世界网 关键字:碳芯片  有机晶体管  硅晶圆

      市场研究机构Gartner资深分析师Dean Freeman认为,在碳科技中已经最接近商业化的,就是发展时间已经超过15年的钻石。钻石是三维架构的碳,根据供应硅晶圆片上40纳米(nm)~15微米(micron)钻石薄膜的厂商指出,其散热效率是硅的10倍

      二维架构的碳,是厚度3埃(angstrom)的单分子层,又称为石墨烯(graphene),则可藉由比硅高十倍的电子迁移率,达到兆兆赫(terahertz)等级的频率表现。至于一维架构的碳,则是直径1nm的纳米管(nanotube),其超越硅的特长则在于速度,可达有机晶体管的10倍。

      还有零维架构的碳,是一种60个原子大小的中空球体,称为富勒烯(fullerenes);这种材料则能解决硅无法达到高温超导体的问题。与碱金属(alkali-metal)原子插层(Intercalation)排列、紧密封装的富勒烯,能在38K温度下达到超导。

      在接下来的几年内,碳制程技术就可能取代几乎所有的电路材料,例如互连组件用的导体、我们熟知的半导体,以及隔离装置用的绝缘体。但产业界最快何时会开始大量使用碳材料,特别是在眼前不明朗的经济情势下,还有待观察。

      Gartner的Freeman指出,有两家美国公司Nantero与SVTC曾合作为无晶圆厂IC供货商提供业界首创的纳米管薄膜开发代工服务,旨在为商业CMOS芯片添加纳米管薄膜制做的高性能导线。Nantero虽已用碳纳米管发出数款组件,却找不到有意将这些组件商业化的客户。
     
      “碳纳米管已经被22纳米制程以下的CMOS组件,视为最可行的导线材料;这意味着还需要至少五年才会看到其商业化。”Freeman表示。

      包括杜邦(DuPont)等大公司也开发过碳纳米管薄膜,NEC还曾将其实际应用在采用软性塑料基板的电子组件上。还有Nanocomp等公司则是将纳米管嵌入碳纤维板中,可感测裂缝或是其它的结构缺陷;此外正在开发的纳米管缆线不但在导电性上媲美铜,重量还能减轻80%。

      正在公司内部主导晶体管技术研究的IBM院士Phaedon Avouris则表示,纳米碳管已经被用来制造导电、散热性更好的各种材料,而他认为在软性基板上制造具备微米级信道的薄膜晶体管,会是纳米碳管的首度商业化应用。

      碳电子组件的开发者并不是打算跟发展成熟的硅半导体技术打对台,而是希望创造出一个具备全新电子功能的族系;从让人忆起旧时大型硅晶体管的微米尺寸组件开始。

      现在已有美国业者厂商如Applied Nanotech开发出印刷式的纳米管墨水(ink),可搭配如Optomec等公司提供、采用非接触式悬浮微粒喷墨印刷机的低温沉积系统;这些成本低廉的生产设备能锁定诸如塑料太阳能电池、RFID卷标等对价格敏感的市场。

关键字:碳芯片  有机晶体管  硅晶圆

编辑:金继舒 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/manufacture/2009/0714/article_829.html
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