那就是性能远不如金刚石,‘巴利加优值’仅为金刚石的1/40到1/120……
和第二代硅基芯片一样,第三代芯片同样存在导热率不足,高功率下严重依赖复杂散热系统的问题。
但是!
第四代金刚石芯片不存在这个问题!
金刚石芯片性能全面领先,堪称是‘终极半导体材料’,理论上能实现接近99.9%的能效。
它的物理特性决定了,它不需要复杂的散热系统,因此可大幅减小设备的体积和重量。
能在极端环境下长期可靠的工作!
可惜的是。
目前工艺还不成熟,产业链处于非常早期的阶段,大尺寸高质量晶圆量产能力不足。
金刚石芯片具体有多强呢。
列举几个参数——
在芯片领域,衡量其耐高温、抗辐射能力的指标叫做禁带宽度(eV),金刚石芯片是5.45,而主流的硅基芯片只有1.12。
临界击穿电场(MV/cm),决定了芯片可承受多大的超高电压,金刚石芯片是10-13,而硅基芯片只有0.3。
其次是导热率,这个决定了芯片的散热性能,硅基芯片只有150 W/m·K,铜也不过400 W/m·K,而金刚石导热率足足有2400 W/m·K!
这意味着钻石芯片能把热量瞬间散掉,可以在极高功率下稳定工作!
如此一来,金刚石芯片的理论工作温度能达到500°C以上,而硅基芯片的极限约150°C。
除此之外。
金刚石能容许的功率使用容量,是硅基材料的2500倍以上,在性能上。
可以说是遥遥领先……
……
陈羽目光扫过介绍。
和之前的【全固态电池】不同,【金刚石芯片】有两套价格不同的技术方案。
一个是3星,一个是4星。
前者主要是作为‘完美散热片’存在,也就是用金刚石基板异质集成……也是产业化最快、最实际的方向。
核心逻辑是,不用金刚石来运算,而是让它给芯片‘大脑’降温。
具体的工艺是,利用晶圆级的‘异质外延’,在硅、碳化硅等衬底上,用‘微波等离子体化学气相沉淀’的方式,生长出金刚石薄膜,然后用‘偏增压强成核’技术,形成晶圆级薄膜……
然后再以剥离和键合的方式,通过离子注入石墨化,经过激光剥离,让它在常温下与硅基‘原子级键合’……
这种方式,可以让传统芯片上产生的热量,通过金刚石迅速散掉,将温度降低40-80℃。
而第二种方案……
则是直接将金刚石作为芯片本身!
具体制备方法宝库给出了两大类——
一个是低成本、低性能的高温高压法,
说白了,就是模拟天然金刚石的形成环境,在5-6GPa压力、1300-1600°C温度下,用金属催化剂(Ni、Co、Fe)把石墨转化为金刚石。
缺点在于,容易引入金属杂质,导致尺寸受限,制备出来的金刚石纯度不够。
第二种。
叫作微波等离子体气相沉积法。
原理是用甲烷(CH4)和氢气(H2)为反应气体,利用微波产生等离子体,使含碳气体分解并在衬底上沉积sp3杂化金刚石结构。
优点在于无电极污染,可制备高纯度大面积金刚石,再利用‘异质外延’的扩径技术,不受天然种晶尺寸限制。
理论上可制备更大尺寸的晶圆……
……
总结来说。
短期内,它能给现有芯片赋能,作为完美的散热基板,让硅基芯片突破热极限!
要知道,温度每升高1℃,芯片性能就会下降5%,超过55%的电子设备失效都跟温度过高有关。
但用金刚石键合散热就大不一样!
只需要100-300μm厚的金刚石薄片,直接键合在GPU芯片背面,就可以让芯片温度降低44.1℃,热阻减少38.5%,算力提高3-5倍!
而在长期……
它可以作为‘终极半导体’。
毕竟硅基芯片已经逼近3nm制程的物理极限,摩尔定律即将失效……而金刚石芯片凭借其无与伦比的物理性能,将为半导体技术的发展开辟全新的道路,未来可应用到硅基和碳化硅都无法触及的领域……
比如深空探索!
金刚石芯片可直接裸露在外星大气中工作,执行信号采集与控制,这将是行星探测的革命!
此外还有‘核反应堆堆芯’、‘深海钻探’、‘超高压智能电网’、‘信号基站’、‘相控阵雷达’、‘低轨卫星通信’、‘电子战微波武器’……等等。
一眼望去,应用场景极为广阔!
大到航空航天、核工业、雷达、电子战……等顶层领域,小到汽车、工业电机、新能源等中低层领域!
推动多个前沿学科的革命性进步!
硬要说有什么缺点的话。
那就是不够廉价。
以现有的技术和生产力,一片金刚石晶圆可能要上千美元,而同样尺寸的硅晶圆只要几十美元……
再加上硅产业有上百年的技术积累,金刚石芯片几乎是从零开始建立,数据完全缺失。
所以,彻底取代也是不可能的。
……
“喔……原来如此,我已经完全了解了!”陈羽摸着下巴点点头。
按照它这个说法。
钻石芯片技术,定位也不是取代硅基芯片,两者更像是并行的关系……就像碳纤维取代不了钢筋,但能做钢筋做不了的钓鱼竿。
这东西,不会参与手机电脑CPU的竞争,它真正解决的,是人类电子系统里,最热、最强、最难的那一部分问题?
“好吧……”
至于后面的【脑机接口】等一系列科技,陈羽也懒得去看了,反正看了也白看,等把前两项解决了再说。
“先从电池入手吧。”
锂电行业的产业链巨长,涉及到上游的原材料矿产资源、中游的大型工厂的极片、电芯制造和装配封装……
以游艺目前的体量和规模,想跨界插手这种万亿级别的产业链,基本上是不太可能。
所以陈羽的想法,是找几家大电厂合作。
“唔……”
略微沉思了一下,陈羽叫来了几位高管和外联的负责团队,把电池技术方案发下去。
“接下来你们干好几件事。”
“一是做好知识产权的梳理和保护,请京都的法务专员配合过一遍,列一个核心技术专利保护预案,咱们先走专利流程,相关的技术认证和成本测算模型不要漏。”
“二是单独成立技术商务谈判工作室,制定合作模式和商务路线,做一套专业独家许可和技术入股协议,明确知识产权归属。”
“三是向宁德、比亚迪和中创这些大型电厂发送合作意向,其他小厂如果有意向,先写一个目标企业筛选和优先级排序吧,明确意向后,我们这边出一个意愿评估报告和技术匹配度评分表,然后派人先去接触和沟通,要声明是‘深度产业化合作’,不是单纯出让技术。”
“四是签订保密协议,让法务专员和商务专员全程配合,要严格审查对方保密协议的条款,只交付已申请专利保护的技术内容,核心工艺参数暂不提供。”
“五是……”
陈羽一连指示了好几条,让外联总监刘亚军记下。
办公室里。
一片死寂!!
太特么的秃然了吧!!
不是羽哥……
十分钟前咱们还在聊《storror Parkour》销量和奖金的事儿,这才过了多久,我们特么的屁股还没坐热……
咱就掏出来一个电池技术!!
而且看这玩意……
众人陷入沉默,死寂般的沉默。
他们是外行,确实不太懂这个……但电池这种工业链路,跟咱们做的游戏产业,是不是差的有点远啊?
这能对吗?
“七是……”
“第八点……”
陈羽的话音还在继续,就有人倒吸凉气了!
在场的大伙,对电池技术可能不是特别了解,但新能源产业是现在国家大力推广的产业之一,他们也有一些基本的认知。
新能源上下游产业,电池技术的发展就是基础,或者说,新能源下游所有行业的最大成本,就是动力电池!
陈总拿出的这个‘全固态电池’。
这这……
众人眼睛瞪得一个比一个大,什么首创的大单体结构,全新配方,自主自研,预计两个季度时间内,拿下专利批文!!
而这…还没完!
众人稍微往后看了看。
能量密度理论上能干到2600Wh/kg!领先于行业1000%以上!
循环寿命提升至10万次!领先于行业头部的3000次!
安全性能可承受针刺和外力挤压,防火防水防氧化!领先于行业头部!
总之——遥遥领先!!!
“……”
这意思……
是打算吹响第四次工业革命的号角??
……
这个突如其来的技术概念,震得全场众人脑袋嗡嗡的!眼睛都看直了!