半导体到极限后怎么办

Ⅰ 为什么说7nm是半导体工艺的极限，但现在又被突破了

7nm不是工艺极限，而是物理极限。要做个小于7nm的器件并不难，大不了用ebeam lith。但是Si晶体管小于7nm，隔不了几层原子，遂穿导致漏电问题就无法忽略，做出来也没法用。

芯片上集成了太多太多的晶体管，晶体管的栅极控制着电流能不能从源极流向漏极，晶体管的源极和漏极之间基于硅元素连接。随着晶体管的尺寸逐步缩小，源极和漏极之间的沟道也会随之缩短，当沟道缩短到一定程度时，量子隧穿效应就会变得更加容易。

晶体管便失去了开关的作用，逻辑电路也就不复存在了。2016年的时候，有媒体在网络上发布一篇文章称，“厂商在采用现有硅材料芯片的情况下，晶体管的栅长一旦低于7nm、晶体管中的电子就很容易产生量子隧穿效应，这会给芯片制造商带来巨大的挑战”。所以，7nm工艺很可能，而非一定是硅芯片工艺的物理极限。

现在半导体工业上肯定是优先修改结构，但是理论上60mV/decade这个极限是目前半导体无法越过的。真正的下一代半导体肯定和现在的半导体有着完全不同的工作原理，无论是TFET还是MIFET或者是别的什么原理，肯定会取代目前的半导体原理。

(1)半导体到极限后怎么办扩展阅读

难点以及所存在的问题

半导体制冷技术的难点半导体制冷的过程中会涉及到很多的参数，任何一个参数对冷却效果都会产生影响。实验室研究中，由于难以满足规定的噪声，就需要对实验室环境进行研究。半导体制冷技术是基于粒子效应的制冷技术，具有可逆性。所以，在制冷技术的应用过程中，冷热端就会产生很大的温差，对制冷效果必然会产生。

其一，半导体材料的优质系数不能够根据需要得到进一 步的提升，这就必然会对半导体制冷技术的应用造成影响。

其二，对冷端散热系统和热端散热系统进行优化设计，依然处于理论阶段，没有在应用中更好地发挥作用，这就导致半导体制冷技术不能够根据应用需要予以提升。

其三，半导体制冷技术对于其他领域以及相关领域的应用存在局限性，所以，半导体制冷技术使用很少，对于半导体制冷技术的研究没有从应用的角度出发，就难以在技术上扩展。

其四，市场经济环境中，科学技术的发展，半导体制冷技术要获得发展，需要考虑多方面的问题。重视半导体制冷技术的应用，还要考虑各种影响因素，使得该技术更好地发挥作用。

Ⅱ 硅芯片工艺到极限后怎么办为什么还没有取代的材料物理学家都在干什么面前的最新进展是什么

理论上来说，硅芯片想要到达极限至少还得十年时间，而且这还是理论值，实际当回中可能遇到更多的答困难。理论上硅晶体管的最小尺寸是厚度0.2-0.3纳米左右，宽度和长度在5纳米以下。
所以一般认为最小尺寸大约就是5纳米极限。
=======================================

现在的硅晶体技术基本已经快到尽头了，比较可能的代替方案有三四种。
一种是光电脑，也就是用光线作为介质代替现在的电流，以后计算机可以称为是“光脑”，而不叫电脑，现在主要的问题在于，光脑的光感应芯片尺寸问题和介质的光吸收问题，如果以上问题解决了，光脑只需要一个屋子大小的机器就能秒杀现在地球上所有电脑CPU加起来的计算能力的综合。。
第二种是塑料CPU，具体不清楚，但是确实是inter的研究方向之一
第三种，就是用3D打印技术（或者类似的手段），提高单位体积内硅芯片的密度，使得CPU从“层”变成一个“块”，也就是从平面结构变成立体结构，这样能够把CPU计算能力以几何倍数的提升。
以上三种都是比较玄幻，而且距离现在很远的技术，
第四种就是碳纤维技术，这种比较可能，但是困难重重。

Ⅲ CPU的制程瓶颈是多少纳米到了瓶颈或者说极限后怎么办

.

这个极限就是微电子线路的量子力学极限，
也是人们担心摩尔定律会在内10~20年内失效的容主要原因。

根据量子力学计算，硅芯片中线宽低于10nm左右的时候，
电子的量子隧道效应将占据主要地位，电子不再沿着预先
设计好的电路运行，而是任意穿过10nm以下的绝缘壁。
因此目前预计可能的线宽极限是1~10nm，不会低于一纳米。

.

Ⅳ 为什么半导体器件都有一定的极限工作温度

这个是很好解释的，有些材料有半导体这个特性，是在一定温度，湿度等一些列条件下才具有的特性。当温度升高时，材料内部的分子机构有可能改变，也导致半导体特性减小或者消失。所以一般有其极限工作温度。

Ⅳ 已经达到 极限了，怎么办

这是压力太大了，其实这个时期这样的感觉真的很正常，我觉得你不用那么急，因为过会就会过去的，不要怕。我当年高考的时候，每天都睡不着，早上也很早醒来，醒了后我就到宿舍楼下走走，吹吹早晨的风，想想人生其实没有自己想的那么惨白，想想自己真的可以的，我可以做很多事情，读书这么多年，我战胜了那么多考试！一切都会过去的，你真的只是精神极度紧张，这是正常的，不要怀疑自己，也许很多人和你一样。你首先得觉得自己是正常的，然后每天给自己打气，增强自信！你的关于这个世界的思考现在在你看来会觉得自己很荒诞，但是，我想告诉你，当年我高一的时候就一直在思考自己为什么要读书，人活着，无论怎样都不过是一种状态，只是好坏不同，读书到头来也只是过得好一点，但是代价是现在不开心。读书真有用吗？？显然，现在的我就会有另一种思考，我会觉得自己的人生应该要有该有的价值，我来到这个世界上，这么几十年，想想那些伟人，他们给世界带来了多大的改变，而我却在这纠结读书的问题，那我的价值又在哪呢？显然，我们是要学习的，所以我们读书时为了自己的价值！！这个世界本生就是粗糙的，到底是要去感觉世界的缺点让自己沉浸于一种无解的思考还是站立于现实。把那些不好的感觉忽视，不要想，过去的就当做过去的，不要做过多的思考，这样也许会好点。加油！！一切都会好起来的！

Ⅵ 为什么曾经说7nm是半导体工艺的极限，但现在又被突破了

先前，媒体曾报导，7nm制程工艺最逼近硅基半导体工艺的物理极限。后来，媒体又报导，7nm工艺并非半导体工艺的极限，后面还依次有5nm工艺、3nm工艺，且5nm工艺、3nm工艺并没有突破硅材料半导体工艺的极限。极限本来是一个数学术语，广义的极限指的是“无限靠近且永远不能到达”的意思。于是，既然7nm工艺后还依次有5nm工艺、3nm工艺，那么，“为什么原来说7nm工艺是半导体工艺的极限，但现在又被突破了”，更准确的说法该是，“为什么原来说7nm工艺是半导体工艺的极限，但现在却又出现了5nm工艺，3nm工艺呢”。

最后要说的是，即便硅基芯片终有一天非常非常地接近物理极限，人们还可以寻找到其他如采用新材料等技术路径来驱动计算性能持续提升。在半导体行业，所谓工艺极限是特定而相对的，特定指的是7nm极限是在半导体FinFET工艺下的物理极限；而相对的意思是每次遇到瓶颈的时候，工业界都会引入新的材料或结构来克服传统工艺的局限性。10年前我们遇到了65nm的工艺极限，工业界引入了HKMG，用High-K介质取代了二氧化硅。

5年前我们遇到了22nm的工艺极限，工业界发明了FinFET和FD-SOI，前者用立体结构取代平面器件来加强栅极的控制能力，后者用氧化埋层来减小漏电。现在7nm是新的工艺极限，工业界使用了砷化铟镓取代了单晶硅沟道来提高器件性能。当然这里面的代价也是惊人的，每一代工艺的复杂性和成本都在上升，现在还能够支持最先进工艺制造的厂商已经只剩下Intel、台积电、三星和GlobalFoundries了。至于7nm以下，就要依赖极紫外(EUV)光刻机了。

Ⅶ 芯片工艺发展到1nm之后怎么办摩尔定律会失效吗

芯片工艺发展到1nm以后怎么办？这的确是一个问题，因为单原子硅的直径就大于0.1nm了，1nm也就10个硅原子不到的样子，这个时候量子隧穿效应将使得“电子失控”，出现芯片失效的问题，而且实际上不需要到1nm就会出现量子隧穿效应。对于这个问题，目前的说法是更换材料，不再使用硅材料，当然这个其实也可以说是治标不治本，因为再好的材料，最终也有一个极限，所以从传统的半导体工艺视角来看，摩尔定律的确是岌岌可危了。

因为性能的提升不是只有半导体工艺提升这一条路，目前来说未来还可以通过更先进的封装来进行性能提升，以及架构上的优化，或者说其他计算方式带来的革命，譬如量子计算等技术。总之个人对计算性能的发展前景还是很看好的，只要有技术和人才的投入，计算机性能的提升将不会停止其步伐，至于半导体工艺面临摩尔定律失效的问题，并不会对计算机性能提升带来致命的影响。

Ⅷ 在到达5nm的制程极限之后,CPU要怎么继续发展

也许发展到特定高的工艺制程之后，CPU的发展方向朝架构进化方面改进，而不是再一味强调制程方面的提升了。

Ⅸ p型或者n型半导体超过最高结温为什么会变本征半导体，请高手指教，硅的最高结温为什么在150-220

半导体温度越高，半导体本身内部载流子（电子和空穴）本征激发更活跃，在温度超过一定极限后，本征激发电子空穴对浓度已经超过掺杂之后多子浓度很多，这个时候可以认为以本征激发为主，所以可以认为是本征半导体。