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石墨烯技術:可使語音芯片提速百萬倍

發布日期:[2019-07-03 18:16]    共閱[]次

石墨烯技術:可使語音芯片提速百萬倍

最近,麻省理工學院( MIT )的研究人員發現石墨烯技術將語音芯片速度提高了一百萬倍。據MIT博士I do kamininer介紹,該技術在數據傳輸和存儲過程中,可以將芯片能力提高到一個極高水平。

在過去的幾十年裏,矽一直是製造芯片的首選原材料。然而,矽基芯片有許多缺陷,矽是芯片製造中缺乏改進空間的材料。隨著石墨烯技術的逐步發展,芯片行業也麵臨著一場創新。許多研究人員希望將石墨烯技術應用於語音芯片,許多企業也在投資這項技術的研發。

石墨烯技術的日益成熟可能會給語音IC行業帶來巨大的變化。然而,在這個過程中,仍然會存在一些不可避免的缺陷。

石墨烯是一種由碳原子組成的單層層狀結構的新材料。它的厚度隻相當於一個碳原子。可以說石墨烯是世界上最薄但最硬的材料,也是世界上電阻率最低的材料。根據以上特性,石墨烯成為良好的導體,可以製造光板、太陽能電池、透明觸摸屏、光電阻等具有高技術含量的產品。可以減少噪音,也可以決定電子基因的排列。

此次MIT認為石墨烯可以製造出速率極快的語音芯片,也是由於石墨烯自身的特性。

MIT的研究者發現石墨烯的特性使光的速度降低,產生密集的光束。這種現象與飛機超過聲速時發生的“聲爆”相似,因此被稱為“光爆”。在光爆過程中,當光速因更快而受到限製時,石墨烯中的電子會釋放出“等離子體團”,這可以為語音芯片的聲音傳輸係統的開發奠定基礎。

眾所周知,傳統芯片的原材料主要是矽。然而,石墨烯比矽更容易使用。

用矽製造的芯片,結構是單層的,它們之間靠線來連接。這樣的芯片在傳輸數據流大、距離遠的數據時,往往會耗費較多的資源,而且時常發生堵塞。

石墨烯則與之不同,它是六角型的、呈蜂巢晶格式的平麵薄膜,傳導性極佳。因此能夠做到快速傳輸數據,提升語音芯片速率。此外,矽基材料芯片的主頻與發熱量成正比,而主頻又是芯片性能重要的衡量標準之一。因此,許多語音芯片廠商為了控製發熱問題都會采取一些降頻措施。

目前,矽芯片的最高頻率在液氮環境下為8.4GHz,PC處理器的主頻為3-4GHz,移動處理器的主頻則在2GHz左右。如果將石墨烯材料運用在芯片製造中,效果則會好得多。

與矽基材料相比,石墨烯的載流子遷移率在室溫之下能夠達到矽的10倍以上,在實驗室環境下則可以達到100倍,同時飽和速度可達矽的5倍。由於石墨烯良好的導熱性,理論上能夠使芯片主頻達到300GHz,並且功耗低於矽基芯片。

對於石墨烯技術作用於語音芯片的研究,目前至少能夠確定兩點。

第一:石墨烯原材料相對於矽基材料來說具有更好的特性,無論是速度、功耗還是可縮減性能。石墨烯技術可以被推進到8nm甚至5nm 的技術節點,這恰好是2020年之後的數字電路目標。

第二:石墨烯應用於語音芯片的方案切實可行。在實驗室中,許多研究人員已經研製出了此方麵的技術,投入實踐也是指日可待。

事實上,石墨烯技術目前也受到了各方的重視。








 

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