石墨烯|盘点未来几年内的十大科技趋势，你对哪一项最期待？ ups|mac|支付|intrado|运营商|报警

2021年马上就要过去了，各位对2022充满期待，今年我们遇到了很多困难，但是同时我们也迎来了很多突破，今天咱们来和大家分享一下未来几年很有可能会走入我们生活、改变我们生活的这10大科学技术领域的突破。

趋势一，以氮化镓、碳化硅为代表的第三代半导体迎来了应用大爆发。
所谓第三代半导体其实就是指材料的更新换代，像从最初的第一代就是硅和锗，然后到第二代就是砷化镓和磷化镓，再到如今的第三代新型半导体材料，主要氮化钾、碳化硅、氧化锌和金刚石等等。之所以他们称作第三代，这是因为这些半导体材料具备耐高压、耐高温、大功率等等这些优势。第三代半导体现在主要有这么几个应用方向，像光电子、激光显示、半导体照明、可见光通信等领域都有用得到；在电力电子领域，像新能源汽车、轨道交通等等领域目前也都有相应的应用；第三个方向就是微波射频，指的是用于遥感雷达、卫星通信以及移动基站。像今年市面上也是出现了很多以氮化镓为基础的这种手机快充头，然后一些新能源汽车也开始使用了碳化硅的这种功率器件来增加电能的转化效率了。相信第三代半导体的这种快速的发展啊会给今后的生活带来更多的便利。

文章插图

趋势二，后“量子霸权”时代，量子纠错和实用优势成为了核心命题。
2019年谷歌的量子计算机叫悬铃木，它宣布在量子线路采样这个问题上实现了量子霸权。今年我国的量子原型机“九章”也问世了，在波色子采样这个问题上也实现了量子霸权，或者说实现了量子优越性，这些都是量子计算机领域的重要的突破。但是这个量子计算机要想说真正的走入我们的生活，那恐怕还需要很漫长的一段路。因为我们要想使一台量子计算机具备通用性，单单说集成更多的量子比特是不够的，我们还需要更多的纠错比特或者通过其他方法来实现高精度，同时也需要更多的量子算法的价值，但是相信这些会离我们越来越近的，然后就会为我们的基础科学带来重大的突破。

文章插图

趋势三，碳基技术突破加速了柔性电子的发展，电路板可以“打太极”了。
柔性电子这是什么意思呢?它指的是我们把电子器件做在柔性材料或者可延展的基板上的这种技术。比如说像折叠屏手机，不管我怎么折，手机屏幕它还是亮的，还是通电的状态，这就是柔性电子技术。为什么说碳基技术它的突破会加速柔性电子它的发展呢？因为有一种材料是很好的柔性电子材料，就是石墨烯。石墨烯就是一个碳原子厚度的二维网格材料，它的电子迁移率特别的高，电阻率又极低，这是目前世界上最薄也是最坚硬的纳米材料。因此作为柔性电子材料那是再好不过了，或者说我们把石墨烯给它卷成一个卷，这就是碳纳米管，这两种都很好，不过它们的大面积制备是特别的困难。之前我们实验室制备的石墨烯都特别的小，但是近年来碳基材料的制备取得了突破性的进展。2020年研究人员在8英寸的基底上成功制备了高纯度高密度的半导体阵列碳纳米管材料，它的材料纯度可以达到99.999%，突破了碳纳米管集成电路关键的材料瓶颈，并且它同步开发了全自动的提纯和组装设备，具备了量产的技术积累。另外，我们利用化学气相沉淀法，也可以制备出大面积的石墨烯了，并且也具备了优异的电学性质，这些都意味着碳基集成电路已经初步具备了工业化的基础，碳基时代即将要到来了。所以说这可能是未来芯片发展的一个重要的方向，至少现在人们是很看好这个方向的。