Évolution historique et situation actuelle des transistors de nanotubes de carbone
Récemment, une équipe dirigée par les académiciens Peng Lianmao et le professeur Zhang Zhiyong de l'Université de Pékin ont fait des progrès importants dans le domaine des transistors à nanotubes de carbone à 90 nanomètres.Cette réalisation indique que les transistors à nanotubes de carbone hautement intégrés présentent non seulement un grand potentiel à 90 nanomètres et des nœuds technologiques supérieurs, mais fournissent également une preuve substantielle des perspectives d'application des semi-conducteurs à base de carbone.Ce qui est encore plus remarquable, c'est que cette recherche démontre non seulement les idées profondes des nanotubes de carbone dans la recherche de circuits intégrés à base de carbone, mais a également été rapporté par le magazine "Nature Electronics", annonçant l'arrivée d'une nouvelle technologieère.
En repensant à l'histoire, en 2005, Intel a exprimé des doutes dans un article sur la possibilité de nanotubes de carbone dépassant les transistors de type N à base de silicium.Cependant, au fil du temps, la loi de Moore expire progressivement et trouver des substituts aux matériaux à base de silicium est devenu une orientation importante pour le développement de l'industrie de l'information.Bien que les nanotubes de carbone soient considérés comme des alternatives potentielles, de nombreux défis restent à faire des transistors pendant les processus de dopage traditionnels.
En 2007, l'équipe de l'académicien Peng Lianmao a proposé une méthode révolutionnaire non dopage pour préparer des dispositifs CMOS de nanotube de carbone et produit avec succès des transistors en nanotube de carbone avec des performances dépassant celle des transistors à base de silicium de la même taille.Dix ans plus tard, en 2017, l'équipe a publié des recherches sur des transistors à effet de terrain de nanotube de carbone à haut gate au nœud technologique de 5 nanomètres en science, démontrant les avantages importants de l'appareil en termes de performances intrinsèques et d'indicateurs complets de consommation d'énergie.
Perspectives d'application des matériaux à base de carbone sur le marché
L'organisation des études de marché IdTechex a souligné que la taille des appareils à base de silicium se rétrécit près des limites physiques, le traitement flexible des matériaux en silicium rencontre progressivement les goulots d'étranglement.Dans le même temps, les percées dans les matériaux à base de carbone offrent de nouvelles options d'électronique flexible.En particulier, les nanotubes de carbone (NTC) et le graphène sont reconnus comme des matériaux idéaux dans le domaine de l'électronique flexible en raison de leurs excellentes propriétés électriques, de leur transmittance légère et de leur ductilité.
Perspectives générales pour le marché avancé des matériaux
Advanced Materials est un domaine qui couvre une variété de matériaux, tels que des nanotubes, des nanofibres, du graphène, d'autres matériaux bidimensionnels, des points quantiques, des métamatériaux, des aérogels, des biomatériaux, etc.et la fabrication additive donnent un fort élan pour l'avancement de la science des matériaux.Les propriétés clés de ces matériaux comprennent le blindage interférence électromagnétique, la gestion thermique, l'empreinte carbone faible (ou négative) et les propriétés optoélectroniques, ce qui entraînera l'évolution du semi-conducteur et des processus de fabrication d'emballage avancés.Selon les prévisions d'IdTechex, ces matériaux avancés joueront un rôle important dans les marchés émergents suivants:
Véhicules électriques: Le marché des véhicules électriques sur terre, mer et air devrait atteindre 2,3 billions de dollars d'ici 2041.
Appareils portables: la taille du marché devrait atteindre 138 milliards de dollars américains d'ici 2025.
Véhicules autonomes (ADAS): On s'attend à ce que d'ici 2042, 25% des kilomètres de véhicules de tourisme soient effectués par des véhicules autonomes.
Capture, utilisation et stockage du carbone (CCU): D'ici 2040, la capacité mondiale de capture du carbone devrait atteindre 1 265 millions de tonnes.
5G et industrie 4.0: Le marché 5G devrait atteindre 1 billion de dollars d'ici 2032.
en conclusion:
La recherche et le développement des transistors de nanotubes de carbone représentent non seulement une percée majeure dans la technologie des semi-conducteurs, mais annonce également les grandes perspectives de développement de la science des matériaux à l'avenir.À mesure que davantage de cas de recherche et d'application émergent, nous pouvons nous attendre à ce que l'application de matériaux à base de carbone dans plusieurs domaines devienne un facteur clé dans la promotion de l'innovation technologique et du changement industriel.