石墨烯带来不一样的半导体制造方法

站址资源日益稀缺和高成本，将BBU集中设置以节省机房的需求越来越强烈，同时也要求对基带资源共享、集中调度等功能的实现。

由于基带信号对带宽和各项处理资源的消耗很大，现有芯片和背板处理速度根本无法实现更大规模的基带资源集中调度和共享，同时在散热、功耗等方面也面临很大挑战。

若采用石墨烯材料，不但芯片处理能力、数据交换速率能得到大幅提升，石墨烯良好的导热、导电和耐温特性也使得在散热、功耗方面的要求降低，进而实现处理能力达到上万载频的集中式基带资源池。

目前，不少研究机构和企业已经开始将石墨烯技术应用到半导体领域了。诸如，新加坡南洋理工大学开发的敏感度是普通传感器1000倍的石墨烯光传感器；美国哥伦比亚大学研发出的石墨烯-硅光电混合芯片；IBM研究人员开发出的石墨烯场效应晶体管等等，都为石墨烯在半导体领域的应用指明了方向。

不一样的石墨烯应用技术

近年来，与石墨烯相关的研究和产业化正在持续升温。

欧盟委员会在2013年将石墨烯列为"未来新兴技术旗舰项目"之一，该项目的研究范围十分广泛，其中石墨烯的制备是核心；韩国政府则投入研发费用14亿美元，把石墨烯材料及产品定为未来革新产业之一；从2006年开始，美国国家自然科学基金资助的石墨烯相关项目达到两百多项；而日本学术振兴机构也从2007年起开始对石墨烯相关材料、器件技术进行资助。

按照最新公布的技术，工程师已经精心设计了控制程序，将单层的石墨烯材料放在价格昂贵的晶圆上，然后在这些石墨烯层面上生成半导体材料。

这些工程师发现，石墨烯有非常良好的性能，使顶层的材料性能完全复制到底层的晶体，所印制的图案完全不受石墨烯的影响。

石墨烯的性能也非常"平滑"，这使得石墨烯很能与其他材料融合，这样工程师就能够非常简单的将顶层的晶圆从石墨烯上剥离。

Jeehwan Kim，在机械工程和材料科学的课程上曾经表示，传统的半导体生成衬底，在生成半导体晶圆的时候，具有很强的粘性，这就是的，在不损害上下两层晶圆的情况下将衬底剥离几乎是不可能的事情。

Kim表示："最终我们不得不牺牲其中一层，最终会黏着在设备上。"

随着新技术的厂商，Kim认为，未来，制造商能够使用石墨烯作为衬底，在衬底上生成晶圆。这种方法，除了可以节省晶圆的成本之外，也能够为半导体材料开拓更多的机会。

 "半导体行业现在已经硅晶圆所束缚，由于成本的原因，即使我们知道有很好的方法来提高性能，也无法将其用于商业。"Kim表示，"现在这种材料将能够使我们在半导体的材料选择和性能方面更加自由。"

从电学特性到机械特性的转变

自从2004年发现石墨烯材料以来，研究人员一直致力于研究其电学特性，以期提高电子器件的性能，降低成本。石墨烯是一种非常好的材料，电流在流过石墨烯之后几乎没有什么损耗。

基于这个原因，研究人员一直致力于将石墨烯做成廉价、高性能的半导体的方法。

Kim表示，人们希望我们能够找到方法将石墨烯制作成真正的电子设备，但是事实证明，这是一件非常困难的事情。

事实上，阻止电子流过石墨烯层是非常困难的，这种也行使得石墨烯能够成为一种非常好的导体，但是做半导体性能就很差。

Kim的团队采用了一种全新的方法，使得在半导体中使用石墨烯成为现实。研究人员转变了思路，没有过多的关注石墨烯的点穴特性，而是专注于研究石墨烯的机械特性。

"我们非常有信心能够在半导体中使用石墨烯材料，这是基于石墨烯良好的材料特性。"Kim表示。

"非常有趣的是，石墨烯内部只有很弱的范德华力，这意味着石墨烯在垂直方向上没有很大的引力，所以石墨烯的表面会很滑。"

石墨烯的复制与剥离

该团队表示，超薄的石墨烯层能够拥有非常好的特性，可以夹在衬底和半导体层之间，为其提供一个几乎难以察觉的表面，允许半导体材料中的原子重新排列，形成性能非常好的半导体材料。

这一方法一旦被采用，在石墨烯上印制半导体材料之后，制造商能够很容易的将石墨烯材料剥离，这一方法能够极大的降低晶圆的损耗。

研究小组还发现，这一名为"远程外延"的技术，能够成功的复制和剥离来自另一半导体层的半导体特性。

研究人员已经成功的将这一方法应用于晶圆和半导体材料中，包括磷化铟，磷化镓等多种比硅还要昂贵的材料。

Kim表示，这项技术在理论上能够是制造上无限次的重复使用晶圆——从硅和半导体材料的角度。

"这是一种非常特别的石墨烯使用方法。"石墨烯材料研究的