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电子材料

2016-04-23

新材料产业 2016年9期
关键词:处理器芯片材料

美研究者成功将新型功能材料集成至硅芯片

据报道,美国北卡罗来纳州立大学日前发布公告表示,该校研究人员与美国陆军研究办公室合作开发出一种被称为“薄膜外延法”的新方法,可将多铁性材料等新型功能材料集成至计算机芯片上。据了解,将新型功能材料与硅芯片集成,有助于未来制造出更轻巧、智能的电子设备和系统,会使很多过去认为不可能的事成为可能:比如,数据探测、采集、处理等多种任务可以在一个紧凑的芯片上完成,此外目前发光二极管(LED)所用蓝宝石衬底无法与计算机设备兼容的难题也会迎刃而解。

目前而言,一些新型功能材料,如具有铁电和铁磁性质的多铁性材料、表面有导电性能的拓扑绝缘体及新型铁电材料等,在传感器、非易失性存储器及微机电领域有很好的应用前景。但这些材料目前面临的一个难题是,至今它们都不能被集成到硅芯片上。目前,新的研究帮助突破了限制。(中国电子材料行业协会)

日本成功实现铋单原子膜的超导化

日本东北大学2016年8月22日宣布,成功实现了铋的层状氧化物的超导化。此前铋层状氧化物被认为是不会显示出超导性的。在由单原子厚度的铋薄膜和绝缘体氧化物阻挡层组成的构造中,铋单原子膜变成了超导状态。将来,有望采用相同的方法实现其他层状化合物的超导化。

此次使用的材料是一种名为Y2O2Bi的铋的层状氧化物。这是东京工业大学2011年发表过研究成果的材料,具有与作为高温超导体而为人所知的铁类化合物BaFe2As2相同的晶体构造。不过,在BaFe2As2中,起到超导作用的是BaFe2As2阻挡层,而在Y2O2Bi中,起到超导作用的是Bi单原子膜,2种材料中起超导作用的位置不同。

以前,虽然Y2O2Bi显示出了导电性,但并不是超导体。研究人员在2014年成功实现了该材料的外延薄膜生长。在这一过程中,研究人员发现了虽未显示出零电阻,但电阻在极低温度下逐渐减小的现象。此次以过多的成分合成了Y2O2Bi的氧,成功观测到了显示出零电阻和完全抗磁性性的超导现象。

随后研究人员通过分析发现,铋单原子膜之间的间隔(相当于c轴晶体单位长度的一半)稍微扩大了一点。导入氧之后,氧会进入铋单原子膜与YO阻挡层之间的微小空隙中,使得晶体沿着c轴方向延伸,从而发生超导现象。

研究小组发现,与在HfNCl这样的裂开面插入很大的有机分子后发现超导现象的情况相比,c轴方向晶体的延伸率非常小,但在这种延伸率条件下,Y2O2Bi的超导转移温度的上升率非常大。据介绍,这种非凡的特性可能来源于铋单原子膜中存在的超导性质。(中国半导体行业协会)

单层二维材料可批量制造超薄晶体管

用仅有几个原子那么厚的薄膜做出微型、柔性的電路,一直是研究人员的梦想。然而,把这类二维薄膜生长到需要的规模,并生产出成批可靠的电子设备一直是个难题。现在,材料科学家们已经找出一种方法,可以在直径10cm的硅片上生长出高质量的单层二维半导体,同时还能保持小样品中所具有的出色电学性质。他们已经用这种薄膜做出了几百个晶体管,经测试其中99%都有效。

来自康奈尔大学的JiwoongPark及其同事在Nature发表文章,称他们已经用这种方法生长出大片单层的TMD。经过550℃高温条件下超过26h的实验,他们在直径10cm的圆形硅晶片上生长出了2种TMD:二硫化钼和二硫化钨,还能以二氧化硅薄层相隔的多层TMD材料,这可能会促进垂直结构小型、高密度三维电路的产生。

美国莱斯大学的材料科学家PulickelAjayan认为,这一技术是一项激动人心的飞跃,但要想制造出真正代表二维材料未来的商业器件,研究人员还需开发出在其他衬底、包括柔性衬底上生长薄膜的方法。(中国半导体行业协会)

美国大学将设计20万内核计算机

据报道,美国普林斯顿大学研究人员希望开发的25核开放源代码处理器Piton能派上大用场:他们计划开发配置8 000个Piton、内核总数达到20万的计算机。虽然Piton计算机短期内不会开发成功,但它却是Piton的一个潜在用途。Piton设计灵活,具有出色的可伸缩性,确保应用并行运行时大量内核能“步调一致。”

普林斯顿大学研究人员在HotChips会议上公布了Piton细节。他们的目标是开发一款能应用在大型数据中心中的芯片。Piton是一款基于OpenSparc设计的开放源代码处理器。开放源代码芯片和架构有很多,其中包括RISC-V。企业可以利用开放源代码芯片设计,开发、生产自己的芯片。

一个Piton芯片集成有25个内核,这些内核的拓扑结构被称作网格设计。内核时钟频率为1GHz。一个阵列中的多个芯片通过芯片自带的桥接器组成菊花链系统,桥接器还把芯片连接到内存和存储设备。芯片内核数量在不断增加——尤其是在服务器和游戏PC芯片中,目的是提供更强大的处理能力。普林斯顿大学研究人员称,Piton是学术界开发的最大芯片。他们这一说法的根据可能不是芯片集成的内核数量。加利福尼亚州大学戴维斯分校VLSI计算实验室研究人员设计的KiloCore芯片集成有1000个内核。(中国半导体行业协会)

英特尔宣布将推出人工智能专用芯片

英特尔对开发者表示,计划明年推出新型号的至强Phi处理器。这一产品线此前瞄准了科学类应用。新型号将引入加速人工智能计算任务的功能。英特尔表示,新技术将给深度学习带来帮助。目前,在语音识别、图像识别,以及自动驾驶等领域,深度学习技术正得到越来越多的应用。

英特尔至强处理器已在数据中心被广泛部署,并且也被用于几乎所有的深度学习计算任务。不过,部分客户也部署了用于人工智能任务的辅助处理器。这些辅助处理器大多是来自英伟达的GPU(图形处理单元)。至强Phi产品线比标准至强处理器有更多的处理器核心。英特尔数据中心集团执行副总裁戴安·布莱恩特(DianeBryant)表示,2017年推出的新型号将可以处理深度学习专有的某些指令。

至强Phi可以运行大部分数据分析软件,同时无需用到可能导致分析速度放缓的外部处理器。这是至强Phi相对于其他产品的关键优势。英特尔高管还表示,相对基于GPU的方案,至强Phi可以搭配更多内存。(中国半导体行业协会)

中国科技大学成功研发量子芯片

近日,我国量子计算机研究取得突破性进展,中国科技大学量子实验室成功研发了半导体量子芯片。量子芯片相当于未来量子计算机的“大脑”,研制成功后可实现量子的逻辑运算和信息处理。有了计算,量子的存储及控制技术也必不可少。这款三明治型的固态量子存储器,在低温有磁场的辅助设备中才能工作。

中科院量子信息重点实验室研究员周宗权表示,下一步发展方向,要把这个量子存储器做小做得齐整化,以延长它的寿命,最终我们希望做成一个像经典的便携式U盘一样方便使用的器件,实现超远距离的量子态量子信息的传输。(中国证券报)

中科院福建物构所成功研制千瓦级大功率LED照明光源

近日,中科院海西研究院(中科院福建物构所)宣布成功研制千瓦级大功率LED照明光源,这项拥有完全自主知识产权的技术,以荧光陶瓷替代目前的LED核心材料荧光胶,取得重大技术突破,从而将重构光电产业生态。

今年6月,在2016年广州国际照明展览会上,一个功率达1 000W的LED光源成为展会焦点:数十个光源芯片被封装在一个直径仅5cm的陶瓷发光面上。

2013年,为推动荧光陶瓷产业化,由福建物构所以技术出资,联合社会资本成立福建中科芯源有限公司,成为海西研究院唯一的LED技术转移基地和产业化平台。2016年1月,该院利用自主研发的荧光陶瓷白光大功率封装技术,解决了LED大功率照明普遍存在的热管理困难及封装材料失效难题。(福建日报)

我国突破LED材料新技术 国外技术垄断格局被打破

近日,一项“大尺寸图形化蓝宝石衬底”LED材料新技术通过江苏省科技厅科技成果转化项目立项,将进行产业化生产。这一成果将打破国外技术垄断,对我国LED产业发展具有重要意义。

徐州市同鑫光电科技公司总经理魏明德介绍,过去国内LED产业使用的材料,主要是2英寸的圆形材料片,而他们在量产4英寸材料的基础上,最近突破到6英寸。

“尺寸越大,对凸起的均匀控制就越难,不过作用也很明显。”魏明德说,大尺寸材料,每一片使用的边际损失减少,可以降低LED制造成本,提高发光效率,一片6英寸材料,如今可以卖到上千元。项目实施后,将形成年产4英寸及4英寸以上产品约300万片的生产能力,年销售收入超5亿元。(新华日报)

中国电子发布2款平板显示玻璃产品 填补国内空白

8月10日,中国电子彩虹平板顯示玻璃工艺技术国家工程实验室在京发布2款自主知识产权的核心产品,国内首条G8.5液晶玻璃基板精细加工生产线产品成功下线并通过用户认证,溢流法高铝盖板玻璃达到国际先进水平。

据悉,G8.5液晶玻璃基板产品,是国内首块高端显示用G8.5超薄液晶玻璃基板,与同类产品相比,具有更高应变点、更低热膨胀和更低热收缩等性能,满足高分辨率显示技术应用的需求,技术达到行业领先水平。溢流法高铝盖板玻璃产品,具有超洁净的表面质量、优异的抗刮划性能、高离子交换深度、高透过率等特点,达到了同类产品国际先进水平,目前已与国内多家用户签订购销协议,销售规模不断扩大,市场前景广阔。2项产品均由彩虹集团自主研发,打破了国际垄断,填补了国内空白,对优化我国液晶显示产业链,保障产业战略安全具有重要意义。(中国电子报)

彩色视频电子书即将实现

近日,经过一系列严密评审,由华南师范大学牵头主持的“电子纸显示关键材料与器件项目”已通过评审正式立项,这是华南师范大学作为首席单位首次主持国家级重大科技项目。

华南师范大学教授、国家“千人计划”专家周国富联合华南理工大学、福州大学、浙江大学、南京大学、天马集团、华星光电等全国13家显示领域优势科研单位和龙头企业,聚焦电润湿电子纸显示技术,全面开展一系列的科学研究和工程化探索。

周国富介绍,华南师范大学彩色电子纸显示技术是一种基于电润湿原理的反射式显示技术,它突破了电泳电子纸显示屏的2大瓶颈:黑白显示及低响应速度(通常500ms)。为满足消费者对下一代全彩色电子显示屏的需求,团队已成功合成色谱非常广泛、应用性能非常优良的油墨材料。红色、绿色、蓝色、青色、黄色、紫色和黑色油墨材料的成功研发,为实现全彩色和可播放视频的电子纸显示屏奠定了坚实的基础和提供了重要的保障。(广州青年报)

苏州纳米所在硅衬底InGaN基半导体激光器方面取得重要进

由于氮化镓(GaN)材料与硅衬底之间存在着巨大的晶格常数失配和热膨胀系数失配,直接在硅衬底上生长GaN材料会导致GaN薄膜位错密度高并且容易产生裂纹,因此硅衬底氮化镓铟(InGaN)基激光器难以制备。该研究方向是目前国际上的研究热点,但是到目前为止,仅有文章报道了在光泵浦条件下硅衬底上InGaN基多量子阱发光结构的激射。

针对这一关键科学技术问题,中科院苏州纳米所杨辉研究员领导的Ⅲ族氮化物半导体材料与器件研究团队,采用AlN/AlGaN缓冲层结构,有效降低位错密度的同时,成功抑制了因硅与GaN材料之间热膨胀系数失配而常常引起的裂纹,在硅衬底上成功生长了厚度达到6μm左右的InGaN基激光器结构,位错密度小于6×108/cm2,并通过器件工艺,成功实现了世界上首个室温连续电注入条件下激射的硅衬底InGaN基激光器,激射波长为413nm,阈值电流密度为4.7kA/cm2。(中国电子材料行业协会)

西南首家核芯空间在蓉启动专注集成电路公共服务

8月3日,国家软件与集成电路公共服务平台西南平台(以下简称核芯空间)正式在成都市双流区启动运营。这是西南地区首个核芯空间,由电子科技大学、工业和信息化部软件与集成电路促进中心(CSIP)和双流区人民政府共同投入近5000万元资金打造而成,首期建设面积约3 000m2。

“核芯空间立足双流、覆盖成都、辐射西南,聚焦提供专业化、区域化的集成电路公共服务。”电子科大成都研究院院长助理张力表示,该空间将从建设EDA工具公共服务平台、芯片创新应用与知识产权服务平台、IP核资源共享服务平台、人才培训服务平台、核芯空间等5个方面着手,打造成一个专注于集成电路领域的创业加速器,并为“芯创客”的创新创业解决共性问题,创造良好、整体的芯创生态环境。(四川日报)

通富微電子合肥项目正式投产

近日,合肥通富微电子有限公司新工厂正式投产,年产值约140亿元,标志着合肥集成电路产业进一步壮大。

合肥通富微电子有限公司,由南通富士通微电子股份有限公司投资设立,在合肥经开区建设先进的封装测试产业化基地,项目于2015年7月份开工建设。项目全部达产后,可年产消费类、通信类等集成电路约217亿颗,产值约140亿元,将有力推动合肥集成电路产业发展。(中国电子材料行业协会)

福建连城打造全国重要的蓝宝石全产业基地

福建省连城县总投资1.2亿元的晶诚光电科技有限公司蓝宝石材料应用生产项目竣工投产;晶诚光电与福建鑫晶精密刚玉科技有限公司、珠海东精大电子科技有限公司、华晶精密制造股份有限公司等签订战略合作协议。

近几年,连城县当地着力打造蓝宝石设备技术输出基地、深加工基地和交易集散中心,走“设备输出+技术合作+晶体回流+晶体加工+集散交易”的路径。成立蓝宝石产业股权基金,吸引社会资本加盟,以政府扶持、商业运作模式推动蓝宝石产业发展壮大;依托晶体资源、产业基金、标准厂房和技术人才“拎包入住”优势,引进蓝宝石深加工企业进入,形成蓝宝石深加工企业集群。合力构建集技术人才培训、电子商务、市场交易、信息发布、金融服务、检验检测、物流配送于一体的蓝宝石晶体及其加工产品的专业交易集散中心。(福建日报)

天津飞腾推全球最高性能ARM架构服务器芯片

由中国天津飞腾信息技术有限公司设计的一款64核中央处理器(CPU)及其服务器样机在由美国IEEE发起的“HotChips”高性能芯片研讨会上首次公开亮相,吸引了全球各地相关从业者的关注。

飞腾公司的工程师介绍,FT-2000/64是中国企业自主设计的第一款64核通用处理器,也是现阶段全球性能最高的ARM架构服务器芯片。据悉,飞腾公司是中国国防科技大学高性能处理器研究团队建立的企业,而国防科大在IT界最为人熟知的作品就是天河2A超级计算机——连续5届夺得世界超算排行榜性能冠军。

FT-2000/64处理器采用“进阶精简指令集机器”(ARM)架构,兼容64位指令集,集成64个自主设计的处理器核心,核心频率2.0kMHz,浮点运算的峰值速度为每秒5120亿次,典型应用情形下的实测功耗100W。

在长宽各为55mm的封装内、长25.38mm和宽25.2mm的矽半导体管芯上,借助28nm集成电路线宽工艺,这一处理器集成了48亿个晶体管。据悉未来还要推出SIMD宽带工艺翻倍提升的深度改进版。

英特尔等芯片制造商的X86处理器采用“复杂指令集计算机”(CISC)架构,而ARM架构处理器属于“精简指令集计算机”(RISC),其优势是所需晶体管数量少,运行效率高,成本和功耗低,更适合于智能移动设备、高性能服务器等。(新华社)

澳洋顺昌超百亿国家级半导体产业园落户淮安

8月27日,淮安市清河区澳洋顺昌投资超百亿国家级半导体产业园重大项目举行了合作签约仪式。据了解,淮安澳洋顺昌一期项目总投资10亿元,目前已形成2英寸LED外延片、芯片240万片的生产规模,2015年实现销售3.7亿元、入库税金2 665万元。成为全国LED行业效益最好的企业之一。澳洋顺昌集团将进一步加大在清河区的投资力度,全力推进一期投资15亿元的集成电路产业园项目、年产1 500万片的LED外延片芯片二期项目等建设,在淮安打造投资超百亿元的国家级半导体产业园。随着产业园的建成投产,该项目将成为淮安电子信息产业提升层次、增强竞争力的重要支撑。(淮安日报)

南阳富士康投产LED项目 将带动集团年20亿营收

富士康LED南阳合作项目,主要生产和销售富士康科技集团自主研发、世界领先的LED高清节能显示屏和LED照明产品。该项目一期投资1.5亿元,年产30万台(套)灯具,年销售收入可实现20亿元。

据了解,此次投产的LED项目,产品具有市场容量大、节能效果好、附加值高等特点。目前,河南省现有路灯超过百万盏,若全部换成LED路灯,以节电50%来计算,每年最少可省电10亿kWh。(中国半导体行业协会)

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