华为公开识别手势拍照预览专利;​曝华为将推墨水屏平板MatePad Paper华为主动公开专利,引发中美碳基芯片对决,我国超越的机会有多大(图1)

2021年3月30日,华为主动公开了一项专利“石墨烯场效应晶体管”应用领域为半导体,也就是 芯片。此消息一出,所有人都有点儿震惊。实际上,科技界一直知道华为很早就开始了对石墨烯材料的研发,但是坊间的传闻一直都是“华为将推出石墨烯电池”这类消息。谁也没想到华为比所有人想得都要大胆。没搞石墨烯电池而是直接选择了先搞石墨烯半导体,更重要的是,根据国家专利信息网的信息披露,这个专利是2018年3月就申请了直到今天华为才公开这就有点意味深长了。

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华为主动公开专利,引发中美碳基芯片对决,我国超越的机会有多大

我是乔一,本期内容我们要说的就是这个技术,不过不仅仅是华为的石墨烯晶体管技术,更重要的是这个技术背后代表的那个中国机会。

华为公开识别手势拍照预览专利

昨日,华为技术有限公司公开了“拍照方法、图形用户界面及电子设备”专利,公开号为 CN113596316A。

该申请实施例提供了一种拍照方法,电子设备可通过前置摄像头识别用户的手势,识别到特定手势时,在预览框中先后显示一系列图像,这一系列

碳基芯片

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图像所呈现的预览视角的大小是渐变的。

华为公开识别手势拍照预览专利;​曝华为将推墨水屏平板MatePad Paper华为主动公开专利,引发中美碳基芯片对决,我国超越的机会有多大(图4)

我们今天所使用的所有芯片不管是军用的大强度95nm制程,还是民用的高精度8nm制程本质上都是传统的硅基材料,简单点来说都是用沙子搓出来的。

企查查专利摘要显示,如当前置摄像头识别到张开手掌向前推的手势时,电子设备先后显示在预览框中的一系列图像所呈现的预览视角是逐渐变大的,可以让更多景物呈现在预览框中,可支持用户兼顾调整预览视角和取景。

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曝华为将推墨水屏平板MatePad Paper

1965年,因特尔创始人提出了那个著名的摩尔定律。“集成电路芯片上的数目,每隔18个月就翻一倍”。这可能是人类史上最伟大的自我预言,因为它的确执行了整整60年。直到现在,摩尔定律是硅基芯片的祝福同时也是硅基芯片的咒诅。在到了3nm工艺技术水平之后摩尔定律成了死局我们很难再继续进行突破了。So,为了解决这个问题,全世界都在不断探索新的芯片材料,也就是这个时候,碳基芯片概念就出现了。

芯片制造其实就是雕刻,让芯片上的电路变成我们想要的图案。从本质上来说扬州修脚的绝活 肉上雕花,和ASML的绝活 EUV雕硅没有任何区别。ASML只是用极紫外光作刀对晶圆硅片进行雕刻而已,当然这只是一个玩笑。

华为主动公开专利,引发中美碳基芯片对决,我国超越的机会有多大

我们今天使用的硅基芯片,实际上已经到了制程极限再往下就需要新材料了,石墨烯就是其中之一。而碳基芯片就是使用石墨烯晶体管的芯片相比起硅基芯片,碳基芯片不仅成本低 功耗小 效率高还拥有高硬度 高导电性 高导热性这些优势。更重要的是碳基结构可以让芯片跨入立体雕刻阶段。我们今天的硅基芯片无论怎么突破,都是在一个平面上进行雕刻。

据最新爆料称,华为要出一个墨水屏平板MatePad Paper,备案型号为HMW-AL10。

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若爆料属实,那么其配备的电子墨水屏将带来更加贴近纸质材料的显示效果,不用担心炫光、频闪,日常使用更加护眼,自身还有省电的优势,适合在办公中长时间使用。

此外,在HarmonyOS操作系统的加持下,将方便用户传送文本文件、PDF课本、笔记同步等。

华为梁华:全球 70 亿人,平均每人每天产生的数据高达 1.5GB

2021 中国移动全球合作伙伴大会近日在广州召开。华为公司董事长梁华发表演讲称,当前,全球信息数据总量呈现爆炸式增长。

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据介绍,1992 年,全人类每天只产生 100GB 数据;时至今日,全球 70 亿人,平均每人每天产生的数据高达 1.5GB。仅一辆自动驾驶汽车,一天能产生 64TB 数据。“算力将像宽带一样广泛存在,将成为智能社会新基础设施。”

区别只是精度而已,而碳基结构的特性可以把芯片电路变成立体的。仅从这一点28nm制程的碳基芯片在性能上就能直逼0.28nm的硅基芯片还要强。

从整体上来说碳基芯片的性能比以往的硅基芯片提升超过10倍,碳基芯片全是优点唯独有一个缺点就是技术实现问题。碳基芯片的技术基础是石墨烯材料,这个材料2004年就被发现了一经发现就成了各种物理学家和化学家的科研黄金,这种材料的导热性和导电性都极好。厚度只有头发的二十万分之一,但是强度却是头发的200倍以上。

梁华公布的数据显示,截止目前全球已经部署了 150 万 5G 站点,共有 176 张 5G 商用网络在为 5.2 亿用户提供 5G 服务。

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这是人类迄今为止发现的导热导电性能最好、强度最硬、重量最轻的材料

所以科学家们对它有个恰如其分的称呼“黑金”,这种从材料从发现那天开始就被不断研发,目前石墨烯材料最大的应用范围 是电池。这种东西在过去10年里完全撼动了电池界的结构。

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石墨烯电池

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无钴电池

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这三项技术并肩而行每个都有足够的潜力成为未来新能源电池的形态。石墨烯材料都是今天碳基芯片的最优解,为了实现石墨烯的应用,全世界都在争分夺秒。

2019年,我们的科学院金属研究中心,就研制出了一个初具雏形的石墨烯晶体管。硅-石墨烯-锗晶体管。这个晶体管把石墨烯晶体管的电路延迟区间缩短了上万倍,简单点说就是在石墨烯基材的基础上通过引入硅和锗的材料的特性让石墨烯晶体管的延迟缩短了大大提升了CPU的运算速度。这还只是中国石墨烯技术突破的其中之一,前面我们还提到了碳基芯片不仅代表芯片未来还代表着一个中国机会。

技术封锁这个词已经是老生常谈了,直到今天我们的最高芯片制程都还只有28nm,美国一纸禁令华为不得不拆分荣耀 断臂求生,中国的科技产品公司都面临断供危险。重压之下出强手,中芯国际和上海微电子这些年的表现绝对不差,但要想追上领先我们20年的美国尚且未够。在国内缺芯之时,中科院的张钹院士提出了一个观点,技术工艺的落后并非一朝一夕就能赶上,我们需要选择新航道新灯塔。这个新航道 就是石墨烯。

华为主动公开专利,引发中美碳基芯片对决,我国超越的机会有多大

碳基芯片不仅是芯片的未来,同时也是中国破局的机会之一

因为这是一种全新的材料,一旦成为实现可能就代表现今所有建立在硅基芯片基础上的产业链和技术都得推翻重来。这会拉平在硅基芯片上的差距,让我们和老美站在同一起跑线上。而且就现在石墨烯的科研进度来看,中国和美国不相上下。

给大家简述一下目前全世界的石墨烯技术格局,老规矩 先把非洲和法国无视掉。其实全世界的技术格局就只有四个美国 欧洲 日韩 中国。先说石墨烯技术的发源地 欧洲,欧盟的石墨烯研究起步还算早并且整个研究项目都是战略级高度。资金支持力度大 基础研究扎实但是因为欧盟多年来产业萎缩原因石墨烯领域的下游企业很少,产业化推进进程很慢。目前欧盟满打满算也只有七十家企业在进行石墨烯的研发,七十家企业中有诺基亚 巴斯夫 拜耳这些工业巨头。

日韩的石墨烯起步晚,但是很均衡。产学研的结合紧密发展速度很快。韩国的三星 LG日本的日立 索尼 东芝这些企业都在政府的主导下大量砸钱堆技术。

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美国和中国

太平洋警察的美国在2008年就开始了石墨烯的研究,资力度很大,和当年对芯片的投资对比只能说有过之而无不及。整个石墨烯产业由美国国家科学基金(NSF) 美国能源部(DOE)美国国防部(DOD)这三个机构主导。这三个机构是美国科技的三尊大神,美国能源部三个研究所更是高手如云。核武器 集成电路 芯片这些改变世界的东西都是这三个研究所搞出来的。除了这三个国家机构,IBM 波音 福特 英特尔、这些巨头也在美国政府的主导下布局了石墨烯研究。

整体上来说,美国的石墨烯布局多元 产业链完整应用和产业化的进程很快。还有比较特殊的一点是美国是全世界唯一一个石墨烯领域有军队和国防部支持的国家。美国的能源部 国防部 甚至是空军科研办公室和太空总署都多次给自家的石墨烯项目打钱。这种关注度比当年的计算机项目还高足以体现美国对石墨烯技术的重视。

和欧盟 美国 日韩那种政府给钱大企业研究和商业化的形式不同,我们是政府给钱 国家科研室来研究 国企进行全盘布局,大企业再进行商业化和产业链搭建,好处当然就是确保技术不会被企业利益带跑偏。

2004年石墨烯在欧洲首次分离出来后,2009年中科院上海微系统所科研团队就开始进行研究和攻关了,这么多年石墨烯技术的研究一直在推进,“十三五”的时候更是给了大力扶持,中国制造2025战略里把石墨烯规划成了中国制造的着力点之一。

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2019年

中科院上海微系统科研团队成功完成了八英寸石墨烯单晶晶圆的批量生产。是的 就是刻芯片那个晶圆,中国和美国现在的石墨烯技术水平都差不多。但方向上还是有一定区别,因为前面说的两种研究模式有别,中国的研究模式属于集中力量干大事,金属研究院的硅-石墨烯-锗晶体管,中科院的量产8英寸石墨烯晶圆,这些都是碳基芯片的技术前提。

而美国的石墨烯研究就显得有点处于“放养”状态,IBM在搞石墨烯晶体管提高运算速度。福特在用石墨烯造汽车引擎这样有助于降低汽车引擎的噪音,两种模式各有千秋。不过虽然石墨烯技术这近二十年里有了巨大的发展,但距离碳基芯片还很远。

虽然我们已经能制备石墨烯晶圆和晶体管了,但这只是万里长征的第一步而已。从晶圆制备到芯片完成还有很长的路要走,一个芯片是大量的半导体器件组成的二极管 三极管 场效应管 小功率电阻 电感 电容等等等等这些东西组合之后还要经过封装技术才能成为集成电路。集成电路更看重设计和布局,芯片更看重电路的集成 生产和封装。相比起这些环节石墨烯晶圆和晶体管只是第一步而已。

前路漫漫其修远兮,从碳基芯片的格局上看,美的不相上下。刚好印证了那句话

当今的世界格局就是中美格局。