半導體到極限後怎麼辦

Ⅰ 為什麼說7nm是半導體工藝的極限，但現在又被突破了

7nm不是工藝極限，而是物理極限。要做個小於7nm的器件並不難，大不了用ebeam lith。但是Si晶體管小於7nm，隔不了幾層原子，遂穿導致漏電問題就無法忽略，做出來也沒法用。

晶元上集成了太多太多的晶體管，晶體管的柵極控制著電流能不能從源極流向漏極，晶體管的源極和漏極之間基於硅元素連接。隨著晶體管的尺寸逐步縮小，源極和漏極之間的溝道也會隨之縮短，當溝道縮短到一定程度時，量子隧穿效應就會變得更加容易。

晶體管便失去了開關的作用，邏輯電路也就不復存在了。2016年的時候，有媒體在網路上發布一篇文章稱，「廠商在採用現有硅材料晶元的情況下，晶體管的柵長一旦低於7nm、晶體管中的電子就很容易產生量子隧穿效應，這會給晶元製造商帶來巨大的挑戰」。所以，7nm工藝很可能，而非一定是硅晶元工藝的物理極限。

現在半導體工業上肯定是優先修改結構，但是理論上60mV/decade這個極限是目前半導體無法越過的。真正的下一代半導體肯定和現在的半導體有著完全不同的工作原理，無論是TFET還是MIFET或者是別的什麼原理，肯定會取代目前的半導體原理。

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難點以及所存在的問題

半導體製冷技術的難點半導體製冷的過程中會涉及到很多的參數，任何一個參數對冷卻效果都會產生影響。實驗室研究中，由於難以滿足規定的雜訊，就需要對實驗室環境進行研究。半導體製冷技術是基於粒子效應的製冷技術，具有可逆性。所以，在製冷技術的應用過程中，冷熱端就會產生很大的溫差，對製冷效果必然會產生。

其一，半導體材料的優質系數不能夠根據需要得到進一 步的提升，這就必然會對半導體製冷技術的應用造成影響。

其二，對冷端散熱系統和熱端散熱系統進行優化設計，依然處於理論階段，沒有在應用中更好地發揮作用，這就導致半導體製冷技術不能夠根據應用需要予以提升。

其三，半導體製冷技術對於其他領域以及相關領域的應用存在局限性，所以，半導體製冷技術使用很少，對於半導體製冷技術的研究沒有從應用的角度出發，就難以在技術上擴展。

其四，市場經濟環境中，科學技術的發展，半導體製冷技術要獲得發展，需要考慮多方面的問題。重視半導體製冷技術的應用，還要考慮各種影響因素，使得該技術更好地發揮作用。

Ⅱ 硅晶元工藝到極限後怎麼辦為什麼還沒有取代的材料物理學家都在干什麼面前的最新進展是什麼

理論上來說，硅晶元想要到達極限至少還得十年時間，而且這還是理論值，實際當回中可能遇到更多的答困難。理論上硅晶體管的最小尺寸是厚度0.2-0.3納米左右，寬度和長度在5納米以下。
所以一般認為最小尺寸大約就是5納米極限。
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現在的硅晶體技術基本已經快到盡頭了，比較可能的代替方案有三四種。
一種是光電腦，也就是用光線作為介質代替現在的電流，以後計算機可以稱為是「光腦」，而不叫電腦，現在主要的問題在於，光腦的光感應晶元尺寸問題和介質的光吸收問題，如果以上問題解決了，光腦只需要一個屋子大小的機器就能秒殺現在地球上所有電腦CPU加起來的計算能力的綜合。。
第二種是塑料CPU，具體不清楚，但是確實是inter的研究方向之一
第三種，就是用3D列印技術（或者類似的手段），提高單位體積內硅晶元的密度，使得CPU從「層」變成一個「塊」，也就是從平面結構變成立體結構，這樣能夠把CPU計算能力以幾何倍數的提升。
以上三種都是比較玄幻，而且距離現在很遠的技術，
第四種就是碳纖維技術，這種比較可能，但是困難重重。

Ⅲ CPU的製程瓶頸是多少納米到了瓶頸或者說極限後怎麼辦

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這個極限就是微電子線路的量子力學極限，
也是人們擔心摩爾定律會在內10~20年內失效的容主要原因。

根據量子力學計算，硅晶元中線寬低於10nm左右的時候，
電子的量子隧道效應將占據主要地位，電子不再沿著預先
設計好的電路運行，而是任意穿過10nm以下的絕緣壁。
因此目前預計可能的線寬極限是1~10nm，不會低於一納米。

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Ⅳ 為什麼半導體器件都有一定的極限工作溫度

這個是很好解釋的，有些材料有半導體這個特性，是在一定溫度，濕度等一些列條件下才具有的特性。當溫度升高時，材料內部的分子機構有可能改變，也導致半導體特性減小或者消失。所以一般有其極限工作溫度。

Ⅳ 已經達到 極限了，怎麼辦

這是壓力太大了，其實這個時期這樣的感覺真的很正常，我覺得你不用那麼急，因為過會就會過去的，不要怕。我當年高考的時候，每天都睡不著，早上也很早醒來，醒了後我就到宿舍樓下走走，吹吹早晨的風，想想人生其實沒有自己想的那麼慘白，想想自己真的可以的，我可以做很多事情，讀書這么多年，我戰勝了那麼多考試！一切都會過去的，你真的只是精神極度緊張，這是正常的，不要懷疑自己，也許很多人和你一樣。你首先得覺得自己是正常的，然後每天給自己打氣，增強自信！你的關於這個世界的思考現在在你看來會覺得自己很荒誕，但是，我想告訴你，當年我高一的時候就一直在思考自己為什麼要讀書，人活著，無論怎樣都不過是一種狀態，只是好壞不同，讀書到頭來也只是過得好一點，但是代價是現在不開心。讀書真有用嗎？？顯然，現在的我就會有另一種思考，我會覺得自己的人生應該要有該有的價值，我來到這個世界上，這么幾十年，想想那些偉人，他們給世界帶來了多大的改變，而我卻在這糾結讀書的問題，那我的價值又在哪呢？顯然，我們是要學習的，所以我們讀書時為了自己的價值！！這個世界本生就是粗糙的，到底是要去感覺世界的缺點讓自己沉浸於一種無解的思考還是站立於現實。把那些不好的感覺忽視，不要想，過去的就當做過去的，不要做過多的思考，這樣也許會好點。加油！！一切都會好起來的！

Ⅵ 為什麼曾經說7nm是半導體工藝的極限，但現在又被突破了

先前，媒體曾報導，7nm製程工藝最逼近硅基半導體工藝的物理極限。後來，媒體又報導，7nm工藝並非半導體工藝的極限，後面還依次有5nm工藝、3nm工藝，且5nm工藝、3nm工藝並沒有突破硅材料半導體工藝的極限。極限本來是一個數學術語，廣義的極限指的是「無限靠近且永遠不能到達」的意思。於是，既然7nm工藝後還依次有5nm工藝、3nm工藝，那麼，「為什麼原來說7nm工藝是半導體工藝的極限，但現在又被突破了」，更准確的說法該是，「為什麼原來說7nm工藝是半導體工藝的極限，但現在卻又出現了5nm工藝，3nm工藝呢」。

最後要說的是，即便硅基晶元終有一天非常非常地接近物理極限，人們還可以尋找到其他如採用新材料等技術路徑來驅動計算性能持續提升。在半導體行業，所謂工藝極限是特定而相對的，特定指的是7nm極限是在半導體FinFET工藝下的物理極限；而相對的意思是每次遇到瓶頸的時候，工業界都會引入新的材料或結構來克服傳統工藝的局限性。10年前我們遇到了65nm的工藝極限，工業界引入了HKMG，用High-K介質取代了二氧化硅。

5年前我們遇到了22nm的工藝極限，工業界發明了FinFET和FD-SOI，前者用立體結構取代平面器件來加強柵極的控制能力，後者用氧化埋層來減小漏電。現在7nm是新的工藝極限，工業界使用了砷化銦鎵取代了單晶硅溝道來提高器件性能。當然這裡面的代價也是驚人的，每一代工藝的復雜性和成本都在上升，現在還能夠支持最先進工藝製造的廠商已經只剩下Intel、台積電、三星和GlobalFoundries了。至於7nm以下，就要依賴極紫外(EUV)光刻機了。

Ⅶ 晶元工藝發展到1nm之後怎麼辦摩爾定律會失效嗎

晶元工藝發展到1nm以後怎麼辦？這的確是一個問題，因為單原子硅的直徑就大於0.1nm了，1nm也就10個硅原子不到的樣子，這個時候量子隧穿效應將使得「電子失控」，出現晶元失效的問題，而且實際上不需要到1nm就會出現量子隧穿效應。對於這個問題，目前的說法是更換材料，不再使用硅材料，當然這個其實也可以說是治標不治本，因為再好的材料，最終也有一個極限，所以從傳統的半導體工藝視角來看，摩爾定律的確是岌岌可危了。

因為性能的提升不是只有半導體工藝提升這一條路，目前來說未來還可以通過更先進的封裝來進行性能提升，以及架構上的優化，或者說其他計算方式帶來的革命，譬如量子計算等技術。總之個人對計算性能的發展前景還是很看好的，只要有技術和人才的投入，計算機性能的提升將不會停止其步伐，至於半導體工藝面臨摩爾定律失效的問題，並不會對計算機性能提升帶來致命的影響。

Ⅷ 在到達5nm的製程極限之後,CPU要怎麼繼續發展

也許發展到特定高的工藝製程之後，CPU的發展方向朝架構進化方面改進，而不是再一味強調製程方面的提升了。

Ⅸ p型或者n型半導體超過最高結溫為什麼會變本徵半導體，請高手指教，硅的最高結溫為什麼在150-220

半導體溫度越高，半導體本身內部載流子（電子和空穴）本徵激發更活躍，在溫度超過一定極限後，本徵激發電子空穴對濃度已經超過摻雜之後多子濃度很多，這個時候可以認為以本徵激發為主，所以可以認為是本徵半導體。