日媒感嘆存在感低 ? 中美研發(fā)半導(dǎo)體新材料熱火朝天

 11月28日，直徑為1納米左右的碳納米管被發(fā)現(xiàn)具備重量輕且強(qiáng)韌的特色，在導(dǎo)電性等方面也具備有趣的性能，1991年，由日本名城大學(xué)終身教授飯島澄男在任職于日本電氣公司(NEC)時發(fā)現(xiàn)。它與呈球狀的“富勒烯”和呈片狀的“石墨烯”一起，成為2000年前后熱門的納米技術(shù)領(lǐng)域的代表性材料。

日媒稱，碳納米管研究意在代替硅制半導(dǎo)體，該領(lǐng)域主要由中美的大學(xué)和新創(chuàng)企業(yè)拉動研究，而碳納米管的發(fā)現(xiàn)國日本的存在感卻正在下降。

據(jù)了解，在納米技術(shù)研究領(lǐng)域，碳納米管是一種很獨特的材料，直徑只有人類頭發(fā)的5萬分之一，能導(dǎo)熱導(dǎo)電，硬度是鋼鐵的50倍。在儲存領(lǐng)域，因為其特性為非揮發(fā)性，碳納米管用來當(dāng)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(chǎn)成本更低。

報道介紹，根據(jù)碳原子連接方式的不同，碳納米管分為容易導(dǎo)電的金屬型，以及與硅具有相同性質(zhì)的半導(dǎo)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(dǎo)體型，一直沒有取得明顯進(jìn)展。

2016年，富士通的半導(dǎo)體子公司“富士通半導(dǎo)體”與總部位于美國的Nantero公司達(dá)成協(xié)議，雙方致力于碳納米管存儲器的開發(fā)與生產(chǎn)。

據(jù)報道，美國的Nantero擁有精密制造碳納米管的自主技術(shù)，該公司計劃在2020年之前造出容量為2MB-16MB級別的試制品。這種產(chǎn)品與目前主流的閃存形成競爭，據(jù)悉其耗電量不到四分之一，能用于各種信息終端設(shè)備。

富士通半導(dǎo)體的統(tǒng)括部長代理齋藤仁期待稱，“將成為符合所有產(chǎn)品都接入互聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)時代的存儲元件”。

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

在中國，北京大學(xué)和清華大學(xué)等也在開發(fā)采用碳納米管的運算元件。

報道指出，日本的碳納米管的應(yīng)用預(yù)計在鋰離子電池電極材料等方面具有潛力，在材料領(lǐng)域較為活躍。但是，電子領(lǐng)域的應(yīng)用研究隨著日本國內(nèi)半導(dǎo)體廠商的衰落而低迷。日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所的名譽(yù)研究員湯村守雄表示，“就算在大學(xué)有出色的研究，也沒有企業(yè)來加以實用化，而且國家的支援也不夠。必須磨練強(qiáng)有力的技術(shù)，避免敗給海外企業(yè)”。

熟悉碳材料的名古屋大學(xué)教授伊丹健一郎評價稱，“這是劃時代的成果，顯示出能實現(xiàn)理論上可行的創(chuàng)意”。其還補(bǔ)充說，未來如果能如愿合成所需的碳納米管，“有望實現(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展”。