应对未来芯片危机：欧洲致力于石墨烯等二维材料研发

• 2021-12-20 11:08:12 来源：参考消息

参考消息网12月20日报道西班牙《世界报》网站近日报道称，芯片危机影响到了几乎所有的工业活动，从汽车到手机或视频游戏的制造。最糟糕的是没有人知道它什么时候结束。

报道表示，芯片危机在最糟糕的时刻爆发了——第6波疫情、交通支出泡沫和各种不可预测的不幸（日本工厂火灾、美国得克萨斯州风暴等）汇集在一起，迫使芯片工厂纷纷关闭。

但实际上，报道认为这个问题迟早会爆发，因为整个欧洲还没有达到世界芯片产量的10%。那么，有解决的办法吗？有，但短期内无法实现——现在投资的任何东西都需要数年时间才能反映在工业生产中。欧洲正在拼命赶上制造芯片热潮时错过的那班车。

报道认为，更重要的是引领下一代集成电路技术，其中，石墨烯等具有惊人特性的材料已经开始从实验室跃入日常生活，并将在其中发挥重要作用。欧盟已经开始致力于这项新技术的研发，但传统的硅半导体在中期内仍将是必不可少的。

“现在要想替代硅非常困难”，西班牙阿拉贡纳米科学与材料研究所的研究员劳尔·阿雷纳尔坦言，“硅的性能良好。它是一种在纯度方面可以控制得很好的材料，而且成本非常低。一旦将硅材料的这些优点放在比较的天平上，硅就很难被击败。然而，几十年来，人们一直在寻找硅的替代品，近年来更是如此，因为硅材料正在达到减小晶体管尺寸的物理极限。”

主要的替代方案之一是所谓的二维材料——即那些具有长度和宽度、但厚度仅一两个原子的材料，因此它们实际上几乎没有厚度。由碳原子的6边形晶格组成的石墨烯材料是最受欢迎的。由这种材料制成的芯片有朝一日可能会取代硅芯片，但该设想在未来几年内还难以实现，这方面仍有待进一步研究。最重要的是，有必要确保这些未来材料能够以可接受的成本进行可靠的生产。

“欧洲在石墨烯研究和技术开发方面处于有利地位，而且正在采取正确的研发步骤，”西班牙石墨烯公司的科学总监阿马娅·苏鲁图萨说。西班牙石墨烯公司是一家专门从事石墨烯材料研发的企业。事实上，欧盟在2013年投资了10亿欧元，以推动之后10年内的石墨烯技术发展。最近一年来，石墨烯材料的3条试验生产线已经投入运行。苏鲁图萨还称，“我们想表明石墨烯材料具有竞争优势，它可以在芯片内实现我们想要的目标，我们正走在正确的轨道上。”

情况并非总是如此，由于在欧洲生产芯片的成本更高，所有生产都被外包给了亚洲。“也许这不是正确的策略，我们应该保留一个小生产基地，这样才能供应本地的芯片需求，”苏鲁图萨坦言，“我相信欧盟现在已经意识到了当时采取的策略是不正确的，并且想要把这件事情做好。欧盟一直在为未来投资研发有前途的材料。从错误中吸取教训是明智的。石墨烯可能将成为应对未来芯片危机的B计划。”

在此之前，也许在未来5年内，石墨烯将推动其他技术的发展，例如生物医学传感器和夜视摄像头等。此外，它很可能将成为下一代芯片的一部分——在这种情况下，石墨烯将增强硅的性能，而不是完全取代它。

“只用二维材料制造集成电路是可能的，事实上已经有一些原型产品，但目前，它们与用现有硅技术生产的芯片在集成度、成本、可靠性和效率方面还相差甚远，”西班牙格拉纳达大学纳米电子学、石墨烯和二维材料实验室的负责人弗朗西斯科·加米斯指出。（编译/田策）

标签： 芯片 石墨烯 欧盟 材料 危机 欧洲 世界报 下一代 厚度 成本

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