Evolución histórica y situación actual de transistores de nanotubos de carbono
Recientemente, un equipo dirigido por el académico Peng Lianmao y el profesor Zhang Zhiyong de la Universidad de Pekín ha logrado un progreso significativo en el campo de los transistores de nanotubos de carbono de 90 nanómetros.Este logro indica que los transistores de nanotubos de carbono altamente integrados no solo muestran un gran potencial a 90 nodos de tecnología nanométrica y de mayor tecnología, sino que también proporcionan pruebas sustanciales de las perspectivas de aplicación de los semiconductores basados en el carbono.Lo que es aún más notable es que esta investigación no solo demuestra las profundas ideas de los nanotubos de carbono en la investigación de los circuitos integrados basados en carbono, sino que también ha sido informado por la revista "Nature Electronics", anunciando la llegada de una nueva tecnología tecnológicaera.
Mirando hacia atrás en la historia, en 2005, Intel expresó dudas en un artículo sobre la posibilidad de que los nanotubos de carbono superen los transistores de tipo N basados en silicio.Sin embargo, a medida que pasa el tiempo, la ley de Moore expira gradualmente, y encontrar sustitutos de los materiales basados en silicio se ha convertido en una dirección importante para el desarrollo de la industria de la información.Aunque los nanotubos de carbono se consideran alternativas potenciales, quedan muchos desafíos para hacer transistores durante los procesos de dopaje tradicionales.
En 2007, el equipo del académico Peng Lianmao propuso un método revolucionario no dopado para preparar dispositivos CMOS de nanotubos de carbono y producidos con éxito transistores de nanotubos de carbono con rendimiento que excede el de los transistores basados en silicio del mismo tamaño.Diez años más tarde, en 2017, el equipo publicó una investigación sobre transistores de efectos de campo de nanotubos de carbono de primera puerta en el nodo de tecnología de 5 nanómetros en la ciencia, lo que demuestra las ventajas significativas del dispositivo en términos de rendimiento intrínseco e indicadores integrales de consumo de energía.
Perspectivas de aplicación de materiales a base de carbono en el mercado
La organización de investigación de mercado Idtechex señaló que, a medida que el tamaño de los dispositivos basados en silicio se reduce cerca de los límites físicos, el procesamiento flexible de los materiales de silicio se encuentra gradualmente en cuellos de botella.Al mismo tiempo, los avances en materiales a base de carbono proporcionan nuevas opciones para electrónica flexible.En particular, los nanotubos de carbono (CNT) y el grafeno se reconocen como materiales ideales en el campo de la electrónica flexible debido a sus excelentes propiedades eléctricas, transmitancia de luz y ductilidad.
Amplias perspectivas para el mercado de materiales avanzados
Los materiales avanzados es un campo que cubre una variedad de materiales, como nanotubos, nanofibras, grafeno, otros materiales bidimensionales, puntos cuánticos, metamateriales, aerogeles, biomateriales, etc. El desarrollo de la informática de materiales y los nuevos métodos de procesamiento como la impresión 3D como 3D, como la imprenta 3Dy la fabricación aditiva proporcionan un fuerte impulso para el avance de la ciencia de los materiales.Las propiedades clave de estos materiales incluyen blindaje de interferencia electromagnética, manejo térmico, huella de carbono baja (o negativa) y propiedades optoelectrónicas, lo que impulsará la evolución de los procesos de fabricación de semiconductores y empaquetado avanzado.Según el pronóstico de Idtechex, estos materiales avanzados desempeñarán un papel importante en los siguientes mercados emergentes:
Vehículos eléctricos: se espera que el mercado de vehículos eléctricos en tierra, mar y aire alcance los $ 2.3 billones para 2041.
Dispositivos portátiles: se espera que el tamaño del mercado alcance los US $ 138 mil millones para 2025.
Vehículos autónomos (ADA): se espera que para 2042, el 25% de las millas de vehículos de pasajeros se completen con vehículos autónomos.
Captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCU): para 2040, se espera que la capacidad global de captura de carbono alcance los 1,265 millones de toneladas.
5G e Industria 4.0: Se espera que el mercado 5G alcance los $ 1 billón para 2032.
en conclusión:
La investigación y el desarrollo de los transistores de nanotubos de carbono no solo representa un gran avance en la tecnología de semiconductores, sino que también anuncia las amplias perspectivas de desarrollo de la ciencia de los materiales en el futuro.A medida que surgen más casos de investigación y aplicación, podemos esperar que la aplicación de materiales basados en carbono en múltiples campos se convierta en un factor clave para promover la innovación tecnológica y el cambio industrial.