國產8英寸石墨烯晶圓成果檢視原始碼討論檢視歷史
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國產8英寸石墨烯晶圓成果信息電子材料。
應用領域
半導體 集成電路行業
成果簡介
在2021年召開的「全球IEEE（電氣和電子工程師協會）國際芯片導線技術會議」上，IMEC（歐洲微電子研究中心）提出了四種延續摩爾定律、打破2nm芯片物理極限的方法。這幾種方法無一不是建立在了使用「石墨烯材料」的基礎之上。經過討論，專家組最終達成一致，將石墨烯定位下一代新型半導體材料，將碳基芯片定義為下一個芯片時代的主流。 正如單晶硅晶圓推動了傳統硅基集成電路產業60 餘年的繁榮發展，單晶石墨烯晶圓的批量製備，有利於解決碳基電子器件實用化面臨的技術障礙，加速推進我國碳基集成電路技術的創新跨越發展，同時也對石墨烯在傳感器[2]、可穿戴設備、數據通信、以及新能源等多項前沿領域規模化應用具有深遠影響。
中科院上海微系統所研究團隊從2010年起就一直致力於高質量石墨烯電子材料製備方面的研究。團隊花10年工夫，掌握了石墨烯單晶晶圓可控制備技術，實現了4—8英寸單晶的小批量生產。在國家科技重大專項、上海市科委項目支持下，團隊解決了用籽晶製備單晶的技術難題，讓一個幾百微米大小的石墨烯籽晶在二維平面上生長。經過約2.5小時，籽晶能生長成1.5英寸大小的石墨烯單晶，生長速度和單晶尺寸都創造了世界紀錄。經過後期設計優化，團隊已能製備8英寸石墨烯單晶晶圓。團隊還在國際上首次實現了半導體鍺基石墨烯CVD(化學氣相沉積）製備，研製出4英寸鍺基石墨烯晶圓。團隊在高品質石墨烯電子材料製備方面取得多項突破，於2020年4月獲得上海市自然科學獎一等獎。此外，團隊還在石墨烯材料製備與器件應用領域申請100餘項專利，授權70餘項，其中國際專利9項。
經濟效益與社會效益
2020年，在石墨烯產業技術創新戰略聯盟（CGIA）主辦的2020中國國際石墨烯創新大會上，中科院上海微系統所科研團隊發布了國產8英寸石墨烯晶圓成果，目前該成果進入小規模量產階段，不管在產品尺寸、產品質量方面均處於國際領先地位！這是由我國自主研發，自主知識產權的全新形態晶圓。它不同於目前的硅基晶圓，是由碳元素為基底構成的晶圓，一旦投入量產，這種晶圓就可以用於生產全新材質的芯片，並且，很有可能會改寫全球芯片發展的軌跡。