石墨烯為什么無法在CPU中完全取代硅？

去年年初，IBM就在《科學》雜志上發表論文宣布，他們已經用石墨烯晶體管制造出了頻率高達100GHz的電路，預示了石墨烯使用中的美妙將來。一時間大家仿佛已經樂觀的認為，石墨烯將在將來數年內取代硅，成為制造高性能解決器的基本材料。然而，IBM研究院納米技術范疇專家林郁明（音）博士日前在接受CustomPC雜志采訪時一針見血的指出，石墨烯無法在數字計算范疇完全取代硅的地位。

石墨烯(Graphene)是石墨的一種特殊存在形式，呈二維結構，由蜂窩狀的單層碳原子組成，因此又被稱為單層石墨，已成流行詞匯的“碳納米管”實際上也可被視為是滾成桶狀的石墨烯。石墨烯擁有神奇的物理、化學和結構特性，其在集成電路范疇的使用近來被業界看好。

林郁明解釋稱，IBM之前展示的石墨烯晶體管和CPU中使用的晶體管有著分明的區別。石墨烯晶體管不存在能隙（Energygap），因此無法被“完全封閉”，導致惟有很小的開關比（on/offratio）。

雖然不能用于完全取代硅制造CPU，但他也表示石墨烯可以和硅互為補充，以混合電路的形式擴充計算機芯片的功能。比如，IBM之前展示的石墨烯電路就是一種RF射頻芯片，此類電路不依靠于較高的開關比。

至于石墨烯的優勢，林郁明表示石墨烯晶體管電路的尺寸在理論上是無限的。相較于硅基電路，石墨烯可以更方便的張大規模。這是因為石墨烯由單層原子組成，而硅芯片在厚度降低到原子級別的時候則會分明影響質量。

另外，由于電子在石墨烯電路中的運行速度遠高于硅，因此石墨烯電路可以運行在比硅電路高得多的頻率上，比如100GHz甚至1THz。

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