《電子技術(shù)應(yīng)用》
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張首晟的研究到底和芯片有沒有關(guān)系?真存在“陰謀論”么

2018-12-08

6日,華裔物理學(xué)家張首晟教授家人發(fā)表聲明,在與抑郁癥頑強(qiáng)對抗后,張首晟于1日意外離世。

幾乎所有人都感到震驚,于是“陰謀論”再度甚囂塵上。

有人列出了一系列似是而非的時(shí)間節(jié)點(diǎn),顯得張首晟的去世仿佛和芯片產(chǎn)業(yè)有著千絲萬縷的聯(lián)系。連12月3日荷蘭ASML供應(yīng)商的火災(zāi),也成為陰謀論中的一環(huán)。

有媒體在辟謠中指出,張首晟的研究與芯片沒有直接關(guān)系。

可以說沒有直接關(guān)系,但確實(shí)有關(guān)系。

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張首晟 資料圖

張首晟的兩大主要貢獻(xiàn),一為發(fā)現(xiàn)量子自旋霍爾效應(yīng),二為提出拓?fù)浣^緣體理論。

這兩者和信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)是有關(guān)系的。

張首晟曾經(jīng)打過一個(gè)比方:電子在芯片里的運(yùn)動,仿佛一輛輛跑車在集市行駛。它們跑得雜亂無章,橫沖直撞,路線也是彎彎曲曲;于是不斷碰撞,消耗能量,產(chǎn)生熱量。

筆記本工作時(shí)間一長,你能感覺它在發(fā)燙,就是這個(gè)道理。

但在極低溫和強(qiáng)磁場條件下,電子可以保持有秩序的運(yùn)動狀態(tài)。那么,能不能在正常條件下,讓電子像高速公路上的汽車一樣,在單向車道上按照規(guī)則運(yùn)行?

張首晟提出了量子自旋霍爾效應(yīng)的理論預(yù)言。2007年,德國維爾茨堡大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室確認(rèn)了量子自旋霍爾效應(yīng),并且在碲化汞半導(dǎo)體材料上實(shí)驗(yàn)成功。

當(dāng)電子不再橫沖直撞,能量損耗就能大大降低。這為制造新型的、低功耗自旋電子計(jì)算設(shè)備提供了一種可能性。

十年前,張首晟在接受科技日報(bào)記者采訪時(shí)就表示,他希望在通常的半導(dǎo)體硅材料上實(shí)現(xiàn)這一效應(yīng),未來5—10年這一效應(yīng)可能直接應(yīng)用在芯片產(chǎn)業(yè)上。而解決了散熱問題,降低了晶體管能耗,摩爾定律的壽命能夠延長。

不過,從今天來看,摩爾定律并沒有那么快走向盡頭,而他的發(fā)現(xiàn),也沒有那么快就應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)。

再來看看拓?fù)浣^緣體。

初中物理知識告訴我們,材料按照導(dǎo)電性質(zhì)的不同分為導(dǎo)體和絕緣體。拓?fù)浣^緣體因?yàn)殡娮舆\(yùn)動“各行其道”,于是可以做到內(nèi)在絕緣,表面導(dǎo)電。張首晟認(rèn)為,這將成為一種取代半導(dǎo)體的新材料。

“等我們的科技實(shí)現(xiàn)之后,你的手機(jī)一個(gè)星期或一個(gè)月才需要充一次電?!睆埵钻烧f。

今年11月,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家研究中心教授王兵和副教授趙愛迪研究團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)助理教授徐勇、教授段文暉以及張首晟合作,成功制備出具有純平蜂窩結(jié)構(gòu)的單層錫烯,并結(jié)合第一性原理計(jì)算證實(shí)了其存在拓?fù)淠軒Х崔D(zhuǎn)及拓?fù)溥吔鐟B(tài)。

相關(guān)報(bào)道指出,錫烯是一種理想的大能隙二維拓?fù)浣^緣體,有望實(shí)現(xiàn)室溫量子自旋霍爾效應(yīng),在拓?fù)潆娮訉W(xué)器件應(yīng)用方面具有重要的意義。

但是,張首晟自己也說過,錫烯目前主要停留在實(shí)驗(yàn)室階段,離應(yīng)用量產(chǎn)還有距離。他也在2017年表示,希望未來5到10年拓?fù)浣^緣體能夠走向工業(yè)化。

所以,張首晟教授的研究并非和芯片沒有關(guān)系。他研究的是未來的芯片材料,而非具體的芯片技術(shù)。其實(shí),張首晟的這些基礎(chǔ)研究,如果能從理論走向應(yīng)用,從實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)化,確實(shí)可能引領(lǐng)信息技術(shù)的下一次革命。

但,客觀來說,也真的還需要時(shí)間。有芯片領(lǐng)域?qū)<腋嬖V科技日報(bào)記者,這需要的時(shí)間還真不短。

至于ASML的火災(zāi),網(wǎng)友關(guān)注重點(diǎn)未免有些偏移。

12月3日晚,荷蘭光刻機(jī)巨頭ASML的元器件供應(yīng)商——Prodrive突發(fā)大火,ASML預(yù)計(jì)這場火災(zāi)可能會影響到2019年年初的出貨計(jì)劃。

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Prodrive工廠大火

ASML是全球許多大型計(jì)算機(jī)芯片廠商的核心光刻機(jī)供應(yīng)商,主要客戶包括英特爾、三星和臺積電等。光刻機(jī)精度,決定了芯片的上限,而ASML壟斷了頂級光刻機(jī)。

但注意了,這不是ASML自己的火災(zāi),也不存在摧毀了中國客戶訂單的問題。受到影響的不僅是中國企業(yè),恐怕最為傷心淚流的是ASML自己。

一些事情確實(shí)發(fā)生了,在時(shí)間節(jié)點(diǎn)上確實(shí)有先后順序;但前后發(fā)生,并不一定因果相關(guān),這是科學(xué)思維的常識。將獨(dú)立發(fā)生的事件聯(lián)系在一起,營造出一種“意味深長”的氛圍,吸引了眼球,卻未必尊重了真相。(科技日報(bào)記者 張蓋倫)


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