从物理极限上来说 , 硅基芯片确实会面临最终的终点 , 一旦芯片达到1纳米 , 就算能够突破1纳米 , 但达到0.12纳米的时候 , 你绝对不可能把硅原子一分为二吧 , 所以总会有达到物理极限的一天 。
但是从功能上来说 , 人类将来也可以通过工艺上的改进 , 材料上的改进 , 来不断提升芯片的性能 。
目前提高芯片性能 , 解决物理极限问题的出路主要有几种路线:
1、以碳基芯片取代硅基芯片 。
从目前的科学研究来看 , 碳基芯片比硅基芯片性能更好 , 同等面积下的碳基芯片 , 性能要比硅基芯片高一倍以上甚至几倍以上 。
比如有些人就说28纳米的碳基芯片性能就相当于3纳米的硅基芯片 , 如果未来这种技术能够实现 , 这意味着一纳米的碳基芯片性能就相当于0.1纳米左右的硅基芯片性能 。
2、发展化合物半导体材料 。
最近几年化合物半导体发展越来越猛 , 相比于硅基芯片而言 , 化合物半导体性能更加优越 , 这种化合物半导体由多种材料构成 , 比如氮化镓、砷化镓等等 , 这些化合物半导体在速度、延迟、光检测和发射方面都要比硅基芯片有更优越的表现 , 个别化合物半导体的速度甚至比硅快100倍 。
按照这个速度来推算 , 如果这些化合物半导体最终的工艺能够推到2纳米 , 那就相当于0.02纳米硅基芯片的性能 。
3、采用芯片堆叠技术 。
最近几年时间 , 很多企业都在积极发展芯片堆叠技术 , 简单来说就是把几个芯片堆叠在一起从而提升整个芯片的性能 。
比如2纳米的芯片通过多次堆叠之后 , 它的性能就会大幅提升 。
4、芯片主板化 。
芯片主板化简单来说 , 就是在一个芯片上面设置不同规格的芯片 , 不同芯片用来处理不同的功能 , 就像主板一样 。
比如用于核心计算的芯片可以是3纳米的 , 但用于处理一些功能比较弱的选项可以用7纳米的或者14纳米的等等 。
5、发展量子芯片 。
量子技术现在已经越来越成熟 , 目前包括中国和美国在内 , 已经成功实现了量子通信、量子计算等一些技术突破 , 而且量子芯片也在积极推进当中 。
如果未来量子芯片能够量产了 , 人类的芯片将会进入一个新的时代 , 到时硅基芯片很有可能会被淘汰掉 。
量子芯片是利用量子纠缠来进行计算和存储 , 它的性能将大幅提升 , 而且提升的效率不是几倍 , 而是几百倍甚至上万倍 。
【芯片|1nm是硅基芯片的极限,这会是芯片的终点吗?】所以从芯片的发展前景来说 , 1nm不是人类芯片的极限 , 至少从功能上来看 , 人类的芯片性能会不断提升 , 至于极限在哪里 , 我们无法预知 , 因为人类的技术一直在不断进步 。
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