為什麼石墨烯處理器能夠達到1THz?

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使用石墨烯作為基質生產出的處理器能夠達到1THz(即1000GHz)。

感謝梁邦邀請！個人做的和石墨烯無關，不過做過一些新型電子材料的研究，在這裡斗膽說兩句，還請大家指教。

首先工程領域很多人都習慣搞個大新聞，畫一個大餅來爭取政府和企業的資金，但是不保證能夠實現。我印象中IBM做出過基於石墨烯的高頻器件，但是邏輯器件無法實現，因為石墨烯沒有禁帶，無法關斷。所謂的石墨烯晶體管（TFT）大多是石墨烯納米片，納米條，通過破壞二維晶體周期性結構來實現能帶結構的調製，實現器件的開關功能。不過破壞晶體周期性會影響材料遷移率，從而降低頻率。個人感覺工業界目前更在意的是硅基表面納米管器件，以及其他一些二維材料。

同時說一些跑題的話，石墨烯在透明導電材料，鋰電池，超級電容中的應用一直也是吹的很玄。可是在這種級別的應用中，由於成本的原因很難精確控制單層石墨烯。因此就算做出來，重複性和可靠性也很難得到保證。畢竟單層和多層的性質有差距。

因為是發在paper上的

你一輩子也不可能看到石墨烯處理器的。信不信由你。你還是好好學計算機賺錢吧，等到（假設）石墨烯開始賣了，你的財產估計都1個t了。。

。。。。。intel 因為上當受騙請了很多人去當graphene 的 staff scientist （我認識幾個），後來都被辭退了。

問題何在？graphene 的遷移率本徵上可能很高，但是受到graphene 的charge paddle(這麼薄的一層東西太容易吸附其他分子了)和 impurity等影響，特別是substrate的糟糕特性（不平整，），graphene實際上的遷移率遠遠低於所謂他報道的「最高遷移率」。實際上如果不是因為這些最高遷移率出現的如此罕見的話（例如超低溫，撕下來的graphene，超平整substrate甚至懸空的graphene），他們也不會像撿到了一個寶一樣拿去發表science吧。。

這種邏輯不攻自破，真是可笑啊。如果你相信每一次科學家的美好願景和funding的借口，那你好去買股票了。

真是科學界拖工業界下水豬隊友的經典案例。。。。

謝邀。

這個領域我真心不懂，因為真的是太專業了。現在的科研分工如此細化，雖然我是做石墨烯相關應用的，但是和石墨烯處理器這種做納米電子器件的方向還是相去甚遠。作為外行的博士，也真心不好多說什麼。

但是這個石墨烯處理器，我是在本科時候就關注過的。當時IBM首次做到了全晶圓尺寸石墨烯的集成電路，相關成果發表在Science上（2011, 332, 1294）

論文鏈接：http://www.sciencemag.org/content/332/6035/1294。第一作者是IBM的中國台灣工程師Lin Yu-ming。這篇文章給大家以極大的鼓舞，甚至有人樂觀的估計幾年之內就能見到純石墨烯的計算機。

但是本文的作者隨後向大家解釋，石墨烯不可能在計算機中完全取代硅。原因在於，石墨烯是零禁帶寬度半導體，因此晶體管的開關率比較低。

大體上，全石墨烯的計算機仍遙遙無期。

因為石墨烯有很強的場效應遷移率。應該是2500cm2/V.s。換句話說如果製造成晶體管的話可以比硅晶體管快10倍，理論上可以在1000Ghz的頻率上進行切換。這樣用石墨烯製造出來的晶體管的cpu就可以達到1T的Hz主頻了。

而且石墨烯是雙極性的，具備製造晶體管的條件。在面積上石墨烯的晶體管的理論面積更小，硅工藝7nm就走到盡頭了，以後更小的工藝可能是它。

intel已經把他列入工藝升級路標裡面去了。值得期待啊……

感謝 @梁邦的評論，這裡補上之前說的不嚴謹的地方：

這裡說的
是晶體管的極限頻率不是處理器的主頻。拿28nm工藝下的stcell來說，一個標準的與非門邏輯延遲是20ps到30ps，一個與非門是由2個nmos
和2個pmos組成的，因為是兩兩串聯，所以均攤到一個cmos管上就是10ps到15ps左右，我拿工程上簡單的cell就可以知道一個晶體管28nm
下的開關頻率就在10ps/1NS=100GHz左右了。

到了晶元上，簡單來說主頻由同步電路裡面D觸發器的之間的最大的組合邏輯延遲決定，如果
兩個之間D觸發器之間有大概20級邏輯延遲，那麼就是400ps到600ps的延遲，那麼這時候晶元的主頻算下來也就2GHz左右了。所以不能簡單的拿晶
體管的開關頻率和CPU的主頻來比。

因為石墨烯技術的極限到底有在哪工程上還沒有絕對的論證，我還看到有報道說石墨烯開關頻率是現有的硅晶體管的
1000倍
o(╯□╰)o，自己也覺得太誇張而且確實沒有定論，沒敢信。所以說有基於石墨烯技術做出1THz主頻CPU的可能，話說真的很期待那些真正的科學家們的
研究會推動計算機技術的再次進步啊······

樓上的數據，比如電子遷移率以及優良的導熱性（銅的數倍）等，理論上可以解釋石墨烯處理器的高性能。據此，相傳石墨烯具備替代硅的能力，將引發下一次的晶元革命。不過，本人認為目前是YY階段，短期內能夠上檯面的是石墨烯薄膜以及塗層等應用相對簡單的領域。石墨烯薄膜用來替代ITO膜，後者因為錫等貴金屬的存在成本很難下降，且應用相當廣泛，比如LED等二極體中均有。而塗層領域，主要是利用其散熱性等性能。

國內的石墨烯發展其實還是比較快的，論文數量也猛增，大基數下應該還是有不少高質量的文章。且前些日子習大大去常州視察一番，石墨烯應該還是有很大的成長空間。

期待看到石墨烯進入生活，前提是，那些有石墨資源的企業，要有道德有良心，沒事兒沒瞎攪和，因為差一個字，完全兩碼事。。。

現在實現石墨烯大規模製備很難，我覺得有可能成功的方法有兩個，一個是製備鑽石用的氣相法，另外一個是用生物技術像合成胰島素一樣製備像蜻蜓翅膀，假如蜻蜓翅膀是石墨烯的衍生物