IBM：石墨烯無(wú)法在CPU中完全取代硅

去年年初，IBM就在《科學(xué)》雜志上發(fā)表論文宣布，他們已經(jīng)用石墨烯晶體管制造出了頻率高達(dá)100GHz的電路，預(yù)示了石墨烯應(yīng)用中的美好未來(lái)。一時(shí)間大家似乎已經(jīng)樂(lè)觀(guān)的認(rèn)為，石墨烯將在未來(lái)數(shù)年內(nèi)取代硅，成為制造高性能處理器的基本材料。然而，IBM研究院納米技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜伊钟裘鳎ㄒ簦┎┦咳涨霸诮邮蹸ustom PC雜志采訪(fǎng)時(shí)一針見(jiàn)血的指出，石墨烯無(wú)法在數(shù)字計(jì)算領(lǐng)域完全取代硅的地位。

石墨烯(Graphene)是石墨的一種特殊存在形式，呈二維結(jié)構(gòu)，由蜂窩狀的單層碳原子組成，因此又被稱(chēng)為單層石墨，已成流行詞匯的“碳納米管”實(shí)際上也可被視為是滾成桶狀的石墨烯。石墨烯擁有獨(dú)特的物理、化學(xué)和結(jié)構(gòu)特性，其在集成電路領(lǐng)域的應(yīng)用近來(lái)被業(yè)界看好。

林郁明解釋稱(chēng)，IBM之前展示的石墨烯晶體管和CPU中使用的晶體管有著明顯的區(qū)別。石墨烯晶體管不存在能隙（Energy gap），因此無(wú)法被“完全關(guān)閉”，導(dǎo)致只有很小的開(kāi)關(guān)比（on/off ratio）。

雖然不能用于完全取代硅制造CPU，但他也表示石墨烯可以和硅互為補(bǔ)充，以混合電路的形式擴(kuò)充計(jì)算機(jī)芯片的功能。比如，IBM之前展示的石墨烯電路就是一種RF射頻芯片，此類(lèi)電路不依賴(lài)于較高的開(kāi)關(guān)比。

至于石墨烯的優(yōu)點(diǎn)，林郁明表示石墨烯晶體管電路的尺寸在理論上是無(wú)限的。相較于硅基電路，石墨烯可以更方便的擴(kuò)大規(guī)模。這是因?yàn)槭┯蓡螌釉咏M成，而硅芯片在厚度降低到原子級(jí)別的時(shí)候則會(huì)明顯影響質(zhì)量。

另外，由于電子在石墨烯電路中的運(yùn)行速度遠(yuǎn)高于硅，因此石墨烯電路可以運(yùn)行在比硅電路高得多的頻率上，比如100GHz甚至1THz。