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科技報導

關注中美研發半導體新材料 日媒感嘆日本存在感低



日媒稱,碳納米管研究意在代替矽制半導體,該領域主要由中美的大學和新創企業拉動研究,而碳納米管的發現國日本的存在感卻正在下降。據《日本經濟新聞》11月28日報導,直徑為1納米左右的碳納米管被發現具備重量輕且強韌的特色,在導電性等方面也具備有趣的性能,1991年,由日本名城大學終身教授飯島澄男在任職於日本電氣公司(NEC)時發現。

它與呈球狀的“富勒烯”和呈片狀的“石墨烯”一起,成為2000年前後熱門的納米技術領域的代表性材料。

據了解,在納米技術研究領域,碳納米管是一種很獨特的材料,直徑只有人類頭髮的5萬分之一,能導熱導電,硬度是鋼鐵的50倍。在儲存領域,因為其特性為非揮發性,碳納米管用來當做儲存芯片使用,即便斷電也不會清除儲存在上面的信息。除了讀寫速度是普通閃存的1000倍之外,同時可提供功耗更低,更具可靠性與耐用性的存儲器,而且生產成本更低。

報導介紹,根據碳原子連接方式的不同,碳納米管分為容易導電的金屬型,以及與硅具有相同性質的半導體型兩種。將其用作電子元件的研究一度較為活躍,但因無法順利分離金屬型和半導體型,一直沒有取得明顯進展。

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2016年,富士通的半導體子公司“富士通半導體”與總部位於美國的Nantero公司達成協議,雙方致力於碳納米管存儲器的開發與生產。

據報導,美國的Nantero擁有精密製造碳納米管的自主技術,該公司計劃在2020年之前造出容量為2MB-16MB級別的試製品。這種產品與目前主流的閃存形成競爭,據悉其耗電量不到四分之一,能用於各種信息終端設備。

富士通半導體的統括部長代理齋藤仁期待稱,“將成為符合所有產品都接入互聯網的物聯網(IoT)時代的存儲元件”。

報導稱,美國麻省理工學院8月集成約1.4萬個以上的碳納米管,開發出了成為CPU(中央處理器)核心部分的電路。還驅動了簡單的程序。

熟悉碳材料的名古屋大學教授伊丹健一郎評價稱,“這是劃時代的成果,顯示出能實現理論上可行的創意”。其還補充說,未來如果能如願合成所需的碳納米管,“有望實現進一步發展”。

在中國,北京大學和清華大學等也在開發採用碳納米管的運算元件。

報導指出,日本的碳納米管的應用預計在鋰離子電池電極材料等方面具有潛力,在材料領域較為活躍。但是,電子領域的應用研究隨著日本國內半導體廠商的衰落而低迷。日本產業技術綜合研究所的名譽研究員湯村守雄表示,“就算在大學有出色的研究,也沒有企業來加以實用化,而且國家的支援也不夠。必須磨練強有力的技術,避免敗給海外企業”。

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