产品各不相同，但它们都是基于基于半导体硅的计算。但摩尔定律也有其局限性。因此，非硅计算已成为一个研究热点。今年10月，英国曼彻斯特大学(University of Manchester)的安德烈?海姆(Andre Geim)和康斯坦丁?诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)因其在石墨烯方面的工作共同获得了诺贝尔物理学奖。石墨烯使其在量子计算、生物计算、光学计算和碳纳米管等硅计算替代品中脱颖而出。1958年，集成电路由Germanic公司的Kilby和Fairchild Semiconductor公司的Noyce独立发明，使电子技术从电子管和晶体管时代进入集成电路时代。基尔比因发明集成电路而在2000年获得诺贝尔物理学奖，但诺伊斯10年前死于心脏病发作。诺伊斯创立了半导体行业历史上最著名的两家公司仙童(Fairchild)和英特尔(Intel)。事实上，如今的半导体行业使用的是诺伊斯的平面工艺，与基尔比的工艺毫无关系。平面工艺是利用研磨、抛光、氧化、扩散、光刻、外延生长、蒸发等半导体加工技术，在二维平面上制造晶体管、电阻器、电容器和引线。因此，要在单位面积的硅片上制造越来越多的晶体管等元件，就必须不断改进技术。1965年，当时在Fairchild Semiconductor工作的戈登?摩尔(Gordon Moore)为《电子》(Electronics)杂志写了一篇文章，预测未来集成电路中晶体管的集成度每18至24个月就会翻一番。这就是著名的摩尔定律。当人们享受着CPU制造工艺从65nm、45nm到现在32nm性能的提高和功耗的下降等好处时，却不知道，加工工艺的提高是物理极限。一些数据表明，当晶体管栅极长度小于5nm时，晶体管会由于隧道效应而失效。因此，寻找硅的替代品是一个非常现实的问题。量子计计算和生物计算功能强大，但它们仍是一个遥远的前景。碳纳米管很突出，但在未来的工艺中放入这么多的碳纳米管并不容易。直到2004年，英国曼彻斯特大学的研究人员安德烈·海姆和科斯提安·诺沃雪夫才开始研究石墨烯，并带来了新的希望。他最终使用了“地球”方法。极硬的金刚石和柔软的石墨都是由碳构成的，但碳原子的晶体结构不同。在足够高的温度和压力下，通常通过爆炸，石墨可以用来形成微小的金刚石颗粒。但Geim和Novoshev发现，当石墨层只有一个碳原子的厚度时，它不仅具有极高的韧性，而且具有出色的电学性能。这层石墨被称为石墨烯。制造石墨烯的过程不像制造钻石那样剧烈，而是相当温和。在2008年接受《科学观察》采访时，海姆讲述了他们最初是如何制造石墨烯的。当时，海姆购买了一大块高定向热解石墨，这是一种纯度很高的石墨，通常用于分析。海姆把它给了他的一个新的中国博士生，并给了他一个非常先进的抛光机，希望他能使薄膜尽可能薄。三周后，博士生拿出一个培养皿，告诉海姆已经准备好了。海姆在显微镜下观察了培养皿底部的一块块石墨，发现它们有10微米厚，相当于1000片石墨烯。海姆问他能不能把它弄薄一点。他告诉海姆，这需要另一种石墨。记住，这种石墨每只大约300元。海姆承认，他的态度可能不太好，所以这位中国博士生告诉他:“既然你这么聪明，你自己试试吧。”海姆必须自己动手，但他的方式非常本土化。由于石墨具有完整的层状解理，可被层状剥落海姆用透明胶带粘在石墨上，这样一层石墨就粘在了胶带上。海姆将胶带对折，粘在一起，然后拉开，胶带两端都涂上了石墨层，石墨层变得越来越薄。这样重复多次，当胶带上的石墨层只有一个碳原子那么薄时，它就变成了石墨烯。很难想象，当石墨这种几乎最软的矿物(莫氏硬度只有一级)被切成和碳原子一样厚的薄片时，其特性会发生多大的变化。比莫氏10级钻石硬，但非常坚硬，可弯曲。石墨烯不仅是已知材料中最薄、导热性能最好的材料，而且具有更优异的电气性能。石墨烯的电阻率约为cm，是已知的导电性最好的材料，在室温下迁移率可达15000 cm2/Vs，使其成为制造高速晶体管的理想材料。今年1月22日，美国宾夕法尼亚州立大学电子与光学中心宣布，已开发出直径为100毫米(4英寸)的石墨烯晶片，在其上集成了http://www.zhucesz.com/万个石墨烯晶体管，为石墨烯的工程应用铺平了道路。该中心的研究人员正在开发直径为200毫米的石墨烯圆盘。今天，IBM宣布开发100GHz石墨烯晶体管。这项研究由美国国防先进技术研究计划局(DARPA)资助。IBM表示，用于石墨烯晶体管的工艺与目前的硅半导体设备兼容。这两项发现，尤其是IBM的发现，使石墨烯在成为硅的接班人方面迈出了实质性的一步。有人说集成电路花了42年才获得诺贝尔奖，但石墨烯只花了2年，其中有些草率和草率。毕竟，摩尔定律在工业领域只存在了10年左右它没有后面的42号那么好，但它也是一种非常透明的材料。6月21日，《麻省理工技术评论》报道称，韩国三星电子开发出了柔性石墨烯触摸屏。石墨烯还有很多值得一说的地方，至少一旦屏幕商业化，就不再需要薄膜保护了。很难想象，搞笑诺贝尔奖中最受尊敬的技术专家们会像孩子们一样开心。“难以置信”是一个相当好的赞美，但“愚蠢”或“塞得太满”可能更合适，比如今年的获奖者使用遥控直升机收集鲸鱼鼻涕，在冬天穿袜子防止滑倒。然而，在我看来，搞笑诺贝尔奖的真正意义在于非常严肃地看待跳出固有思维模式。这种创造性思维是科学技术研究不可缺少的。不幸的是，强烈的好奇心和异想天开的思维，这是创造性思维的重要元素，更多的是留给天真和浪漫的孩子。在所有的诺贝尔物理学奖得主中，被称为纳米科学之父的理查德·费曼(Richard Feynman)可能拥有最有趣的头衔。他把自己的回忆录命名为“你总是在开玩笑，费曼先生”，而这本书的中文版则是“别闹了，费曼先生:费曼和爱因斯坦一起研究了相对论，和赌徒们一起研究了在赌场里输赢的概率，基于科学知识的恶作剧伴随了他的一生。1965年，他因在量子电动力学方面的研究而获得了诺贝尔物理学奖。量子电动力学始于一种神秘的武器，透明胶带，他在康奈尔大学自助餐厅的学生扔出的盘子上看到了这种胶带。Zoll是3M公司的一名研究员，他本人对胶带很着迷，但他的老板告诉他要改进砂纸。所以卓尔不得不独自学习。最后，透明胶带于1925年问世。由这种延伸而成的透明胶带等胶水皮带成为3M重要的利润来源。透明胶带的发明，以及研究人员Palmgoster随后在反光涂料方面的私人工作，最终确立了3M公司的政策，即为研究人员提供15个小时的免费研究时间。一些人说，海姆的中国博士生错过了诺贝尔奖，因为他们放弃了准备石墨烯。这是不公平的，因为博士生走的是错误的技术路线。再先进的抛光机，即使用把铁杵磨成针的精神，也不可能把一块石墨块磨成一个原子那么厚。事实上，博士生迷失在他对失败的态度中。面对三周的失败和他最好的设备，他放弃了。海姆把这一失败视为传统方法行不通的证据，这导致了透明胶带的异想天开的想法。