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最近美国不少媒体开始报道一项半导体领域的突破性成果,这份研究成果来自麻省理工一位二十四岁的研究生朱佳迪,他的研究可以让芯片的体积和能耗下降到千分之一,不少人称这将是一次革命性的突破。
美国芯片新突破,原子级薄晶体管被开发成功
我们知道,随着智能机器人、智能机械设备和人工智能的不断推陈出新,芯片的进一步创新和发展也成了必然趋势。
戈登·摩尔曾提出过一个定律:在相同的芯片面积上,集成电路的元件数量翻倍的时间大约为18个月,大约每18个月,集成电路的晶体管数量会增加一倍,而价格会下降一半,这不仅有利于企业的生产和销售,也有利于消费者获得更便宜的设备。
前不久,麻省理工学院的在读研究生朱佳迪在《自然纳米技术》杂志上面刊登了一篇论文,文中介绍了他们设计出了一种新技术,可以用低温技术让硅基芯片上“长”出来二维过渡金属材料层。
那么这个二维过渡材料到底是什么?到底为什么这么受重视呢?
低温“生长”出的二硫化物材料层
大家都知道,芯片上有集成电路,集成电路是指将许多电子元器件(如晶体管)集成到同一片硅晶片上的电路,它可以大幅度提高电路的密度、降低电路的功耗、提高电路的可靠性和降低电路的成本。
传统的芯片大部分都是由块状的三维材料构成,由于厚度的局限,就造成了如果想实现多层堆叠增加集成电路,就变得十分困难。
而二维二硫化物材料层不一样,它是一种厚度只有三个原子的材料层,这种极薄且均匀的薄膜很容易能实现晶体管的堆叠,从而实现芯片性能更高更强大。
要想让二维材料层直接覆盖在硅片上可不容易,以传统的方式来看,需要通过六百度的高温来进行“培育”,但是这样一来集成电路上的元件比如晶体管和其他电路就会损毁,不过朱嘉迪和他的团队利用了低温“培育”,可以在不伤害元件的基础上,将涂层成功附着在八英寸的硅晶片上。
用朱佳迪的话来说就是,只有一层楼,那么容纳的人很少,但要是把楼盖成大厦,那么就会容纳很多人,同样来说,如果芯片可以如同盖楼那样一层一层的堆高,那么就能控制更多的电路,实现更强的功能。
朱佳迪和他团队取得的科技突破,不禁让人们开始对比起了美国和中国的半导体行业,任正非曾经说过一句话,“卡中国脖子的不是外人,而是我们自己人”。
卡脖子的“自己人”
华为在5G通讯技术方面一直都是世界顶尖水平,要知道,在华为的九十二个供应商中,美国企业就占了三十三个,然而,美国对华为开始实施“制裁”,中断了对华为的芯片供应,这给华为带来了不小的风波。
但更让人唏嘘的是,作为中国台湾半导体制造企业、华为重要合作伙伴的台积电,也在美国的施压下,停止为华为提供芯片。
除此之外,在美国芯片研究领域中,能看到不少中国人的身影。
所以朱佳迪的研究成果一出,大家纷纷展开热烈讨论,为什么中国人总是能在美国研究突破新技术?真的是外国的月亮更圆?中国培养的这些高校人才真的在源源不断的流失吗?
首先先从留学生数据分析,从2018年教育部统计的出国留学与回国数据上看,这一年留学出国人数达66.2万人,回国人员总数达51.94万人。
2019年,出国人员总数为70.35万,回国人数达58.03万。
从整体上看,人员流失情况并不夸张。
事实上,近几年每年有越来越多的华人科学家选择回国发展。
2020年美国科学和工程方面的博士有34000位,在这其中有百分之四十六都是外国人,而在这些外国人中,中国占了百分之三十七,也就是5730人。
然而,近几年,美国针对中国实施打击计划,开始对华人科学家或者中国留美科研人员展开调查,其目的为防止知识产权“被盗窃”。这项计划从2018年实施以来,共有150多人被调查,而这150人中,有二十多人被以刑事犯罪的名头起诉,这引起了学术界的恐慌,大量华人研究人员认为自己呆在美国并不安全,并有百分之六十多人萌生了离美的想法。
打击中国的计划实施到现在,也就是2019到2021这三年,回国的华人科学研究人员共有3878人,在2021年,回国人数为1490人,为三年来最高。
我们可以看出2019年后,回国的工程计算机科学家、数学物理科学家、生命科学科学家的回国趋势上升明显。
虽然整体上值得高兴,但是我们还是需要注意核心技术人员和顶尖的科学家的流失情况。
就像半导体研究领域中,光刻机技术和芯片的研发上有了一定的进展,但是我们对芯片的开发和研究程度远远不够,核心技术被美垄断的困境未解,半导体技术人才依然在流失。
所以要解决这个问题,我们还是需要重视“如何才能留住高端科研人才”这个问题。
许多优秀的科学家和研究人员离开中国去寻求更好的机会和待遇,这对于中国的科研事业来说是一个巨大的损失。那么,我们也应该找到问题所在,正视问题,解决问题。
首先,中国的科研人员薪资待遇相对较低,这是导致流失情况的主要原因之一。为了吸引和留住优秀的科研人才,国家和企业应该提高薪资待遇,让他们感到自己的工作得到了应有的认可和回报。
科研人员需要一个良好的科研环境才能发挥出他们的最大潜力。国家和企业应该加强对科研环境的投入,包括实验室设备、科研经费等方面的支持。同时,还应该加强对科研人员的培训和教育,提高他们的技能和水平。
在中国科研环境中,经费不足和经费分配不平衡大大阻碍了科研人员的积极性。
比如我们很难想象,中国“天眼”射电望远镜,这个巨型的国家重点基础设施,制造它的科研人员工资年薪仅仅10万。
而且“天眼”的设备维护人员需要具备各项技能,比如数学代码和英文,他们除了要住在大山里,半个月才能回一次家,甚至对手机的使用也有限制,在这样的条件下,基本上没多少人愿意在这里工作。
尤其在娱乐圈动不动几十万上百万的薪酬映衬下,科研人员的薪资待遇这个话题更显沉重。
另外,科研人员希望有更多的职业发展机会,国家和企业应该提供更多的机会。比如,可以为科研人员提供更多的晋升机会、职业发展计划等。此外,还可以建立更多的科研团队,让科研人员有更多的合作和交流机会。
学术界的体制内官僚化问题也需要重视,在需要关注技术的领域,要关注技术研究的突破,而不是任由能力不如别人,但运用手段晋升的人,去影响别的研究人员的一腔热血。
除此之外,知识产权保护是吸引和留住科研人才的关键因素之一。我们应该加强知识产权保护力度,打击侵权行为,保护科研人员的知识产权。这样可以让科研人员在中国安心工作,不用担心自己的成果被盗用或侵犯。
最后,良好的科研文化是吸引和留住科研人才的重要因素。政府和企业应该建立良好的科研文化,包括鼓励创新、尊重知识、推崇学术精神等方面。这样可以让科研人员感到自己的工作得到了应有的尊重和认可,从而更加愿意留在中国。
改变中国的科研人员流失情况需要政府和企业共同努力,采取一系列措施来吸引和留住科研人才。只有这样,中国的科研事业才能不断取得新的进展和成就。
近几年,为了吸引更多高端人才,中国政府出台了一系列政策,提高了科研人员的待遇。例如,国家级人才计划的实施,给予优秀科研人员高额的科研经费和津贴,提供良好的科研环境和优厚的福利待遇。此外,也出台了鼓励科技成果转化的政策,为科研人员提供更多的机会和回报。
中国还积极开展国际科技合作和交流,加强与世界各地科研机构和高校的联系。这不仅有助于推进科技创新,还可以让中国的科研人员了解国际最新的科研成果和发展趋势,拓宽思路,提高研究水平。
如今越来越多的留美科研人员选择回国,我们也研制出了量子芯片,相信中国的科研环境和人才待遇会在在未来继续得到提升,为科技创新和经济发展提供更多的支持。
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