Evolució històrica i situació actual dels transistors de nanotubs de carboni
Recentment, un equip liderat per l’acadèmic Peng Lianmao i el professor Zhang Zhiyong de la Universitat de Pequín ha avançat significativament en el camp de transistors de nanotubs de carboni de 90 nanòmetres.Aquest assoliment indica que els transistors de nanotubs de carboni altament integrats no només mostren un gran potencial en 90 nodes nanòmetres i nodes de tecnologia superiors, sinó que també proporcionen una prova substancial de les perspectives d’aplicació dels semiconductors basats en carboni.El que és encara més destacable és que aquesta investigació no només demostra les profundes visions dels nanotubs de carboni en la investigació de circuits integrats basats en tot carboni, sinó que també ha estat informada per la revista "Nature Electronics", anunciant l'arribada d'una nova tecnològicaERA.
Mirant enrere la història, el 2005, Intel va expressar dubtes en un article sobre la possibilitat de nanotubs de carboni que superen els transistors de tipus N basats en silici.No obstant això, a mesura que passa el temps, la llei de Moore caduca gradualment i trobar substituts dels materials basats en silici s’ha convertit en una direcció important per al desenvolupament de la indústria de la informació.Tot i que els nanotubs de carboni es veuen com a alternatives potencials, es mantenen molts reptes en fer transistors durant els processos tradicionals de dopatge.
El 2007, l’equip de l’acadèmic Peng Lianmao va proposar un mètode revolucionari que no es disposava per preparar els dispositius CMOS de nanotubs de carboni i va produir amb èxit transistors de nanotubs de carboni amb un rendiment superior al transistors basats en silici de la mateixa mida.Deu anys després, el 2017, l’equip va publicar investigacions sobre transistors d’efecte de camp de nanotubs de carboni d’alta porta al node tecnològic de 5 nanòmetres en ciències, demostrant els avantatges significatius del dispositiu en termes de rendiment intrínsec i indicadors integrals de consum d’energia.
Aplicació de perspectives de materials basats en carboni al mercat
L’organització d’investigació de mercat Idtechex va assenyalar que a mesura que la mida dels dispositius basats en silici s’aconsegueix a prop dels límits físics, el processament flexible de materials de silici es troba gradualment amb colls d’ampolla.Al mateix temps, els avenços en materials basats en carboni ofereixen noves opcions per a l'electrònica flexible.En particular, els nanotubs de carboni (CNTs) i el grafè són reconeguts com a materials ideals en el camp de l'electrònica flexible a causa de les seves excel·lents propietats elèctriques, la transmissió de llum i la ductilitat.
Perspectives àmplies per al mercat avançat de materials
Advanced Materials és un camp que cobreix diversos materials, com ara nanotubs, nanofibres, grafè, altres materials bidimensionals, punts quàntics, metamaterials, aerogels, biomaterials, etc. El desenvolupament de materials informàtics i nous mètodes de processament com la impressió 3Di la fabricació additiva proporciona un fort impuls per a l’avanç de la ciència dels materials.Les propietats clau d’aquests materials inclouen blindatge d’interferències electromagnètiques, gestió tèrmica, petjada baixa (o negativa) de carboni i propietats optoelectròniques, que impulsaran l’evolució dels processos de fabricació de semiconductors i envasos avançats.Segons la previsió d’Idtechex, aquests materials avançats tindran un paper important en els següents mercats emergents:
Vehicles elèctrics: Es preveu que el mercat de vehicles elèctrics en terra, mar i aire arribi a 2,3 bilions de dòlars el 2041.
Dispositius portables: es preveu que la mida del mercat arribi als 138.000 milions de dòlars americans el 2025.
Vehicles autònoms (ADAS): Es preveu que el 2042, el 25% de les milles de vehicles de passatgers estiguin completat per vehicles autònoms.
Captura de carboni, utilització i emmagatzematge (CCUS): Per al 2040, es preveu que la capacitat de captura de carboni global arribi a 1.265 milions de tones.
5G i Industry 4.0: Es preveu que el mercat 5G arribi a 1 bilió de dòlars el 2032.
en conclusió:
La investigació i el desenvolupament de transistors de nanotubs de carboni no només representa un gran avenç en la tecnologia de semiconductors, sinó que també anuncia les àmplies perspectives de desenvolupament de la ciència dels materials en el futur.A mesura que apareguin més casos de recerca i aplicació, podem esperar que l’aplicació de materials basats en carboni en diversos camps es converteixi en un factor clau per promoure la innovació tecnològica i el canvi industrial.