事关半导体！华为再拿新专利，半导体芯片将迎来新变革？

华为新专利引各国热议

据报道，华为宣布成功拿下了石墨烯晶体管专利，该专利还涉及了半导体领域，而这些技术的出现标志着中国在芯片研究领域进入了一个新的阶段。

石墨烯晶体管在石墨烯芯片研发上更是起着至关重要的作用，它能够提高电子的传输速度，同时有效增加芯片元件和器件的输出电阻，从而最大限度地提高射频性能。并且石墨烯芯片其独特的结构可以让雕刻呈现立体样式，这也极大地增加了芯片性能，现在华为宣布这项技术专利申请成功，无疑是国产芯片一个崭新的开始。

石墨烯芯片意义重大

石墨烯芯片的出现很可能将会彻底推动我国在半导体芯片研发中更进一步，而这种技术被我国掌握，也将会成为我国与美国 科技 对决中的一个“重大武器”。要知道目前市面上最常见的传统芯片遵循着一个定律——摩尔定律，早在半导体芯片研发之后，研发芯片的工程师曾经出过预言，日后每隔18-24个月，集成电路上可容纳的元器件的数目增加一倍，性能也将提升一倍。

这一预言对于传统芯片来说好比是一个诅咒，这意味着当集成电路上可容纳的元件数目达到一定数值时，传统芯片便很难有发展的前景。而随后石墨烯晶体的发现给人们提供了一个新的思路，但将想法变为现实的过程十分艰难，美国截至目前为止依旧没有攻破这一技术。

半导体芯片将迎来改革

现如今中国除了已经掌握石墨烯技术外，2020年5月北大团队制造出了纯度高达99.99%的碳纳米管阵列，其运转速度相较国外更快、耗能更低，相比较之下整整减少了三成耗能。据悉，碳纳米管阵列因为其优秀的性能，可以在更多的领域应用，不仅在人工智能、卫星定位等方面可以起到重要作用，同时在医疗设备、国防 科技 方面也有很大的用处。

有专家预测这种载流子迁移率和稳定性更高的碳纳米管阵列很可能将会取代传统的硅晶片，而石墨烯材料的出现更是为中国芯片铺垫了基础，届时中国势必会成为该领域的领头羊。

虽然我国在芯片技术制造工业中与美国还有不可逾越的鸿沟，但是我国芯片研发技术一直名列前茅，此次华为成功掌握石墨烯晶体管制造技术，也进一步证明我国完全有实力反超美国，现在所需要的只是时间。相信随着越来越多技术的突破，中国在芯片制造业也会取得进展，届时我国将会建立属于自己的芯片产业链，美国也无法再利用同样的手段限制中国。

电子管和半导体相比，半导体先发明

1904年，世界上第一只电子二级管在英国物理学家弗莱明的手下诞生了，这使爱迪生效应具有了实用价值。弗莱明也为此获得了这项发明的专利权。

1907年，美国发明家德福雷斯特（De Forest Lee），在二极管的灯丝和板极之间巧妙地加了一个栅板，从而发明了第一只真空三极管．

1947年，美国物理学家肖克利、巴丁和布拉顿三人合作发明了晶体管——一种三个支点的半导体固体元件．

1833年，英国巴拉迪最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属，一般情况下，金属的电阻随温度升高而增加，但巴拉迪发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现。

不久， 1839年法国的贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结，在光照下会产生一个电压，这就是后来人们熟知的光生伏特效应，这是被发现的半导体的第二个特征。

1873年，英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应，这是半导体又一个特有的性质。半导体的这四个效应，(jianxia霍尔效应的余绩──四个伴生效应的发现)虽在1880年以前就先后被发现了，但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。而总结出半导体的这四个特性一直到1947年12月才由贝尔实验室完成。

1.美国英特尔（Intel）公司，以生产CPU芯片闻名于世！

2.三星(Samsung)电子公司成立于1969年，初期主要生产家用电子产品，如

电视机和录像机等。七十年代始进入国际市场，逐渐发展成为全球五大电

子公司之一，产品也由家电扩展到计算机、通讯等诸多方面。九十年代由

于经济方面的原因，三星公司进行了大规模的战略重组。1978年，三星半

导体从三星电子公司分立出来而成为独立的实体，1983年起随着成功发展

了64K DRAM超大规模集成电路，从此在单一家电类半导体产品基础上发展

了许多新的半导体产品，逐渐成为全球领先的半导体厂商。它的半导体产

品主要有DRAM、SRAM、闪速存储器、ASIC、CPU和TFF-LCD板等等。

3.德州仪器(TI)公司总部位于美国德克萨斯州达拉斯城，是一家全球性的

半导体公司，是世界领先的数字信号处理和模拟技术的设计商、供应商，

是推动电子数字化进程的引擎。主要IC产品有：数字信号处理器、模拟和

混合信号器件、数字逻辑、ASIC、微控制器、语音和图形处理器、可编程

逻辑、军用器件等。

4.东芝(Toshiba)在国际市场上盛名远扬，家喻户晓。在日本之外，东芝拥

有100多家子公司和协作公司的庞大全球网络，仅海外子公司便拥有40,000

多名雇员，他们遍及全球各地，从事着从科研到采购、生产、销售以及市

场调研等工作。分布在世界各地的39个厂家构成东芝的生产网络，制造品

种繁多的产品，包括最先进的半导体元件、显象管、彩色电视机、移动式

计算个人电脑、光?磁存储、消耗品及工业用发电机和变电装置。这些技术

和设备均处世界领先地位的东芝生产厂家,强有力地保障着公司技术和整体

能力的发展，推动着电子工业的进步；同时也提供了更多的就业机会，进

一步促进了当地经济的蓬勃发展。

5.台积电(TSMC)成立于1987年，是全球最大的专业集成电路制造服务公司

。身为专业集成电路制造服务业的创始者与领导者，TSMC在提供先进晶圆

制程技术与最佳的制造效率上已建立声誉。自创立开始，TSMC即持续提供

客户最先进的技术；2006年的总产能超过七百万片约当八吋晶圆，全年营

收约占专业集成电路制造服务领域的百分之五十。

6.意法半导体会(ST)是全球性的独立半导体制造商。公司设计、生产、销

售一系列半导体IC和分立器件，用于远程通讯系统、计算机系统、消费电

子产品、汽车和工业自动化控制系统。ST是全球MPEG-2解码IC、数字机顶

盒IC、Smartcard MCU、特殊汽车IC和EEPROM非易失存储器最大供应商，也

是第二大模拟/混合信号ASSP和ASIC、磁盘驱动IC及EEPROM存储器供应商。

公司的产品采用一系列专有制作工艺和设计方法设计生产，可提供3000多

种主要型号产品。

ST公司是1987年由法国Thomson Semiconductors和意大利SGS

Microelectronics合并而成。自从成立以来，ST公司不断扩大生产能力，

目前公司拥有雇员约34,000人，共有9个研发机构，35个设计和应用中心，

17个生产据点，并在24个国家建立了62个销售部门。公司总部一部分在法

国St Genis,另一部分在瑞士日内瓦，在美国、新加坡、日本设立了地区总

部。ST公司十分重视技术发展，1999年投入26.6%销售收入用于产品研发，

共完成了751项新专利应用。公司设计销售几乎每种型号半导体器件，从简

单的晶体管到世界上最复杂的IC产品，覆盖了所有主要的半导体器件。其

中包括：专用IC、微处理器、半定制IC、存储器、标准IC、分立元件等。

7.瑞萨科技(Renesas)在2003 年4 月1 日正式成立，以领先的科技实现人

类的梦想。结合了日立与三菱电机在半导体领域上的丰富经验和专业知识

，配合全球二万七千名员工的无限创意，我们将无处不在，超乎你的想像

。科技的价值在于让一切变得可能，身为一家具有领导性和值得信赖的智

能晶片解决方案供应商，我们对于拓展明日无处不在的网络世界，担当重

要的角色。我们的创造力具前瞻性，为人类创造出更舒适美好的生活。

瑞萨精密的AFE ，运用10/12/14-bit 高信号解析度，可达到极佳讯号/噪

音比率，并融合影像处理器的原创IP 技术，以提供高品质的数位摄影。同

时，瑞萨亦是DVD 录影科技先驱，晶片设计整合不同要求，产品包括了

MPEG LSIs 、AFE 类比、DVD DSPs 、ODD 信号处理器及嵌入式的MCU 。瑞

萨同时更掌握LCD 液晶体电视的新科技，除了生产LCD-TV 的核心系统，也

有各重要部份：影像数据晶片、LCD 时间控制器、LCD 驱动器、M16C 及

H8S 微控制器、驱动器解决方案、订制平台、ASSPs...等。

8.海力士(Hynix)1983年开始运作，目前已经发展成为世界级电子公司，拥

有员工约22,000人，1999年总资产达20万亿。在DRAM存储器领域，Hynix

Semiconductor产量居世界前列。目前，公司经改组之后，核心业务主要集

中于三个部分：半导体、通信和LCD。

9.索尼(Sony)半导体分部是索尼电子公司1995年3月在美国加州圣约瑟市建

立的一个分部，该分部使索尼公司能够对变幻莫测、竞争激烈的美国半导

体市场迅速做出反应，为索尼电子公司发展高附加值的通讯、音频/视频、

计算机应用产品提供后备支持。

10.高通(Qualcomm）公司开发、销售一系列高性能FPGA半导体产品和软件

开发工具。公司原名Peer Research

Inc.，1988年4月由John Birkner,

Andy Chan 和 H.T. Chua创建， 1991年2月改名为QuickLogic公司，同时

发布了它的第一个FPGA产品--

pASIC1系列，并随后开发了基于PC计的开发

工具-- QuickWorks，以其容易使用和有效实用被广泛接受。1995年和1997

年又分别发布了pASIC 2和 pASIC 3两个系列的产品。1998年，QuickLogic

公司发布了一种新的器件，被称为ESP（Embedded Standard Products），

该器件基于QuickLogic公司的核心FPGA技术，结合了标准产品的优点和可

编程器件的灵活机动的特点。目前已发布三个系列的ESP产品，即QuickRAM

系列、QuickPCI系列和 QuickDSP 系列。

QuickLogic公司总部在美国加州，它的半导体产品主要由代工服务商生产

，Cypress Semiconductor主要代为生产采用0.65微米CMOS工艺的pASIC器

件，台湾的TSMC1996年起成为QuickLogic公司的代工服务商。

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