立方砷化硼成为未来芯片制造材料 7月21日

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7月21日，来自美国麻省理工学院(MIT)、休斯顿大学和其他科研机构的研究人员联合在《科学》杂志上发表了一篇论文（图二），其内容主要是介绍、探讨未来利用立方砷化硼(cubicboronarsenide ，简称“c-BA”)取代目前传统的硅材料作为制造芯片的可能性。
对于芯片制造，硅是一种不完美、妥协的选择，它的最大短板在于是一种不良的导热体，导热性能不高，导热系数仅为148 ，随着近些年来芯片的性能越来越强，芯片的功耗和发热问题已经开始变得越来越突出，越来越棘手。
如果要继续提升芯片性能，就必须要面对随之而来的功耗和发热大幅提升的问题，但是，不管是台式机，还是手机的芯片，公众对于功耗和发热有一个大致最高的可接受范围，如果超出了这个范围，那么会造成设备极易发热，甚至发烫，续航时间短等诸多问题，体验很糟。

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因此，很多半导体公司在芯片开发设计的过程中，有时为了保持相对的低功耗，就不得不牺牲部分性能，一款新芯片必须在性能提升和功耗提升之间寻找一个可接受的平衡点。
毫无疑问，这样做会大幅限制、妨碍性能的提升，可谓左右为难，目前功耗和发热问题已经成为制约芯片性能、甚至整个半导体产业发展的瓶颈。
现在业界普遍的通行做法是采用先进制程（比如说台积电5纳米、3纳米）来减少芯片功耗，但是这种做法成本越来越高，难度也越来越大。
另外一种思路是探索采用其它的材料来取代硅，大家听说得比较多的可能是碳，而麻省理工学院的研究人员则发现了另外一种可能的选择，那就是立方砷化硼。
立方砷化硼由硼和砷制成，相比硅它拥有一些独特的优势，热传导效率比硅更高，导热系数比金属中排名第二的铜还要高， ——第一名是银，导热系数为414 ，但是成本高，所以不常用。

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具体来说，铜的导热系数为384 ，硅的导热系数为148 ，而立方砷化硼的导热系数可达1200 ，导热性能将近是硅的10倍！——因此，立方砷化硼可能成为未来最理想的半导体制造材料。
但是利用立方砷化硼作为芯片制造材料也面临着很多困难，它比硅更难生产，到目前为止，这种化合物只进行了实验室级别规模的生产，离能以低成本、大规模地进行量产非常遥远、渺茫。
尽管如此，立方砷化硼现阶段还是可以起到一些辅助作用的，比如说它可以作为传热介质嵌入硅质芯片中，从而提升硅质芯片的导热性能，很显然，这属于大材小用。
【立方砷化硼成为未来芯片制造材料】目前，这项研究成果仅停留在实验室级别，是否能够量产、商用，还存在着诸多不确定因素，但它确实是业界将来可以继续探索的研究方向之一，其后续发展非常值得关注。