中国芯片发展势不可挡，摆脱美国技术已成定局

我最近被中国芯片发展的速度惊呆了，原来中国科技的发展速度还真不是盖的，不仅在原有技术基础上实现突破，更是绕开了美国技术，创造了很多全新技术领域，不仅如此，中国在芯片领域发展的速度，甚至惊呆了国外媒体，国外媒体声称全球发展最快的19家半导体企业都是中国企业，最关键是绕开美国技术，也意味着美国技术霸权时代的结束，同时也意味着我们摆脱美国技术已成定局，只要未来全球芯片产业没有巨大的改变，那么可以说中国芯片发展已经势不可挡。

究竟中国在芯片领域取得什么进展？为何要说摆脱美国技术已成定局呢？请慢慢听我娓娓道来，您听过摩尔定律吗？您听过量子隧穿效应吗？今天要说的这个有点意思，那就是国外传统芯片技术，您没听错，已经是传统芯片技术，可以说他们已经发展到头了，迎来的将是中国全新芯片技术的崛起。

首先摩尔定律是英特尔创始人戈登·摩尔的经验之谈，其核心内容就是在芯片领域，芯片的晶体管数量大约每经过18个月左右就会倍增，也就是说芯片的性能大约每两年就会翻一倍，比如前年我们手机搭载的最强芯片还是7nm制程，去年就已经有5nm制程工艺的芯片，今年国内手机旗舰机更是已经搭载4nm芯片，芯片性能确实如同摩尔定律那样，几乎每年都会实现一定程度的增长，然而从今年芯片先进制程研发的进展速度来看，摩尔定律好像已经失效了，这也就是说芯片性能每隔18个月左右就会翻一番的说法已经被推翻。

确实如此，您可以细品一下，从7nm到5nm用了两年的时间，从5nm到4nm用了半年的时间，然而现在都过去了多久了，3nm芯片还没有开始量产，足以可见芯片性能提升的难度已经越来越大，越往后就会面临更大的挑战，虽说经常有爆出台积电已经开始量产3nm的消息，但是真正的产品没有出现之前，那么它就还是个假消息，正所谓眼见为实，3nm芯片到现在还没有出现，这也意味着摩尔定律已经被彻底打破了，要知道按照之前芯片制程发展的速度，3nm应该在今年就会出现才对，然而现在还没有出现，这也侧面证实了摩尔定律被打破的说法。

摩尔定律被打破已成事实，但是也还有挽回的局面，只要芯片制程的研发速度进一步加快，甚至可以跳过3nm直接研发2nm工艺，那么摩尔定律也许就又有效了。然而另外一种现象却不是人为所能控制的，那就是量子隧穿效应的现象，它将会导致国外芯片技术发展走到尽头，同时也会让芯片在1nm制程以后彻底无法提升性能，那么量子隧穿效应到底是什么？它对芯片制程的研发会产生什么影响呢？我国又会如何应对这个影响人类科技发展的现象的呢？

其实简单来说，量子隧穿效应就是电子等微观粒子能够穿入或穿越势垒的量子行为，为了更好地理解量子隧穿效应对芯片制程的影响，我们可以先简单了解一下芯片的工作原理。

芯片的工作原理是通过晶体管的开关进行运算与处理的，晶体管有开和关的两种状态，分别是用1和0来表示的，芯片正是通过这种特定的信号来处理字母和图形，所以只要芯片加电后被启动，那么就可以通过不断接受1和0的指令来完成各种操作。

晶体管就像电子开关，它可以打开或关闭电流，我们都知道，一颗4nm芯片可以容纳800亿左右的晶体管，当芯片制程进一步缩小时，那么晶体管的大小甚至比电子还要更小，简单来说就是晶体管小到一定程度，就会出现电子等微观粒子穿越的现象，从而导致晶体管无法正常打开或关闭电流，听到这里还没听懂也没有关系，通过一个例子可以让你清楚的明白这一切。

那就是比如你去打开你家房门，开门和关门分别用1和0来表示，量子隧穿效应就相当于你可以不用打开你家房门，直接通过隐身或变透明的方式，就可以穿越你家房门而进入房间，所以就不存在所谓的1和0了，这也就是说晶体管无法准确的打开或关闭电流，那么1和0作为基本信号的指令也就失去了作用，芯片也自然就无法正常工作。

据有关科学家透露，只要芯片发展到1nm制程以后，那么量子隧穿效应就会出现，届时不仅是会让晶体管的开关彻底失效，芯片也就变得无法正常工作了，这样还谈什么芯片科技的发展，到了那个时候芯片早就变成传统技术变成老古董了，也就是说目前国外领先的先进制程工艺技术，也就随着量子隧穿效应的出现即将彻底失效了，接下来重点来了，那就是要看我国是怎么解决这个问题的。

芯片制程工艺发展已经遇到瓶颈，不过还好我国已经有全新技术进行取代，那么在弄清楚国外传统芯片技术之后，我们再来了解一下中国全新的芯片技术，其实这些技术也不陌生，就是通过石墨烯晶圆来制造芯片，目前我国已经掌握整套碳基CMOS集成电路无掺杂制备技术，并且可以实现栅长仅仅只有5nm的碳晶体管，在性能方面已经无限接近理论极限，特别是这项技术更是已经领先全球，全球也只有中国能够办到，特别值得一提的就是，莫斯科国立教育大学和曼彻斯特大学的科学家们，开发出了一种基于石墨烯的量子隧穿技术，也就是在基于石墨烯中的量子力学隧穿效应上，发明了一种高度敏感的太赫兹探测器，该装置不仅能广泛应用于无线通信、安全系统、射电天文学和医疗诊断等领域，更是拥有广阔的发展前景。

除此之外，我国在光子芯片领域取得的重大突破，也是解决传统电子芯片产生量子隧穿效应的最佳解决方案，目前研制出的首个轨道角动量博导光子芯片，也已经斩获全球首个光子芯片专利，光子芯片不仅速度更快，更是能利用量子隧穿效应以及粒子的量子纠缠状态和退相干过程等完成超高速运算，从而打造出比超算还要更加强大的量子计算机，不仅如此，我国还发射了量子卫星，未来通信的加密技术，也有望依靠量子特殊的量子纠缠效应去完成，可以说这种全新的技术，已经彻底把美国甩得老远了，甚至可以说美国连我们的车尾灯都看不到。

以前中国在很多领域都受制于人，如今我们不仅在各个领域超越很多国家，光子芯片更是我国芯片产业未来发展的希望，有了光子芯片就相当于我们坐上了跑车，而美国相当于还在骑自行车，以前我们在科技领域发展得较晚，并且又没有很好的交通工具追赶美国，所以美国技术一直都是遥遥领先，然而光子芯片的诞生，将意味着我们坐上了跑车，相信以跑车的速度，哪怕我们和美国还有很大差距，但是追上它也是早晚的事情，最后不得不说，中国芯片发展势不可挡，摆脱美国技术已成定局。对此，您怎么看？欢迎在评论区留言讨论。