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充一次电,汽车可开 2000公里

四川日报 2018-06-29 07:11 大字

中国工程院外籍院士顾敏描绘纳米3D打印产业化前景:

“一个时代正在来临”,是顾敏演讲的标题。“现有技术路线下,国产芯片制造遇到难题。换一种思路,我们也许能迎来一个新时代。”

6月26日,在蓉举行的第九次先进光学加工及检测国际会议期间,这位中国工程院外籍院士、澳大利亚科学院院士谈到了他和团队研究的一项全新3D打印技术。会后接受本报记者采访时,他详细介绍了这项技术在计算机芯片制造、电动汽车储能等领域的应用前景,以及对与四川科研机构合作攻关的热切期盼。□本报记者熊筱伟

突破“小”限激光工具让芯片雕刻容易了

这项“纳米3D打印”新技术,在顾敏看来,最大意义在于能破解国内计算机芯片制造难题。

“为什么计算机芯片难做?一个主要原因是缺乏足够小的‘工具\’去‘雕刻\’芯片。”顾敏介绍,当前国际上通常用电子束来作为“工具”,它够小够细,但价格昂贵、技术复杂,且核心技术由国外掌握。而纳米3D打印技术则更简单、更经济,可达到同样效果。

它和现有的激光3D打印有何不同?回答问题前,顾敏先普及一个常识:最初的计算机要占一间屋,如今可以是一块表。关键因素是芯片集成度越来越高,单块芯片容纳元件数目越来越多。要提升集成度,就需要更小的加工工具。传统激光3D打印能做到的“小”,是有上限的:早在18世纪德国物理学家便提出了著名的阿贝定律,即可见光能聚焦的最小直径是200纳米。而当前主流计算机芯片工艺已要求10多纳米。

“我们通过材料的化学反应,突破了阿贝定律的限制。”顾敏打了个比方:激光划出一条线,旁边则有“橡皮”把线条粗了的部分擦去,让线条纤细程度满足要求。新技术可以实现的加工精度是9纳米,与电子束相当。

他表示,相关技术已申请专利,正在和国内企业洽谈产业化。“在四川的中国科学院光电技术研究所也在从事相似研究,非常希望能和他们一起合作。”

更多应用瞄准光存储和超级电容器

纳米3D打印,不仅可用于芯片制造。顾敏提到了当前正在推动产业化的两个方向:光存储、超级电容器。

应用于光存储,将诞生存储海量内容的“超级碟片”。“目前看高清电影的蓝光碟,每个记录点大约是200纳米,而新技术可以做到9纳米。”顾敏介绍,这意味着用新技术制作一张碟片,可以存储一万张蓝光碟的内容。将新技术用于大数据中心,可以显著降低存储耗能、节约占地,从而节省成本。

应用于电容器,可催生续航里程超长电动汽车。“电容器和电池功能类似,而且充电速度远远快于电池。之所以如今电动汽车用的电池,是因为电容器能量密度低。”顾敏表示,储能原理是在电极里有足够多的小洞,让电子有地方待着,“用新技术,可以在电容器电极里打出更多储能‘小洞\’。”他表示,充一次电,汽车可开上2000公里。

“国内企业越来越重视原创技术,已经有不少大企业在同我们团队合作,其中也包括川企。”对成果转化前景,顾敏笑言“机会很多”。

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