改變充電模式 石墨烯重新定義手機續(xù)航 - 全文

　　要說當前最為神奇、前景最被看好的新材料非石墨烯莫屬，應用范圍極其廣泛，同時自身性能極其優(yōu)異。這是一種從石墨材料中剝離出來、由單層碳原子組成的二維晶體。石墨烯既是最薄的材料，也是目前最強韌的材料。

　　石墨烯的斷裂強度高出鋼材百倍，同時拉伸幅度能達到自身原有尺寸的20%，在物理特性上幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。另一方面它非常致密，即使是最小的氣體原子（氦原子）也無法穿透。正因有自身的眾多優(yōu)異特性，石墨烯的應用前景被普遍看好。

　　石墨烯由單層碳原子組成的二維晶體

　　目前最被看好的應用是替代硅成為制造超微型晶體管的原材料，用來生產未來超級計算機。在石墨烯的加持下，計算機運行速度將會有質的提升。而在當前移動智能設備占據主流市場的時候，石墨烯的另一大用途也被挖掘出來--超級電容電池。

　　石墨烯在物理與化學特性上的優(yōu)異表現(xiàn)讓眾多廠商看到了提升產品性能的曙光。一句話總結就是石墨烯是目前強度最高、韌性最好、重量最輕、透光最高、導電最佳的一種新型碳材料，具有優(yōu)異力學、熱學和電學性能。

　　這些特征使得它非常適合作為透明電子產品的原料，如透明的觸摸顯示屏、發(fā)光板和太陽能電池板。在航空領域應用也可實現(xiàn)結構減重，加速航空結構和功能材料的升級換代。英國曼徹斯特大學的兩位物理學家最先分離出單獨存在的石墨烯，對于石墨烯有著較為超前的研究。

　　華為非?？粗厥猛卣?/p>

　　目前國內的中航工業(yè)航材院與曼徹斯特大學已經在石墨烯應用領域展開合作，而華為也與曼徹斯特大學在合作開展石墨烯應用拓展上也有著密切聯(lián)系。以華為目前在英國的影響力，未來雙方將在石墨烯領域展開進一步的拓展合作。

　　石墨烯可以廣泛應用于鋰離子電池、太陽能電池、薄膜晶體管、傳感器、半導體器件、復合材料、透明顯示觸摸屏、透明電極等領域。在微電子領域，特別是芯片開發(fā)領域，相對于通過投入巨資進行長時間的微架構調節(jié)來提高芯片性能，通過提升主頻來增強性能顯然更加簡單直接，更適合商業(yè)推廣。

　　一般來說，以硅基材料制造的超大規(guī)模集成電路主頻越高，熱量會隨之提高，漏電率也會提高，發(fā)生運算錯誤的幾率增大，并最終達到極限負載。目前硅基芯片最高頻率記錄是在液氮環(huán)境下實現(xiàn)8.4GHZ左右。

　　硅基芯片液氮超頻實現(xiàn)8.4GHZ左右

　　大家日常使用的桌面級芯片的主頻也基本在4GHZ以內，筆記本電腦芯片在受到閹割的基礎上同時為了控制CPU功耗延長續(xù)航能力和降低散熱負擔，主頻普遍控制在3GHZ以內。但如果使用的是石墨烯材料，那么結果就大不相同了。

　　廣為人們接受的是目前硅基材料的密度基本已經達到使用極限，而相對于當前的硅基材料，石墨烯在室溫下?lián)碛懈叱?0倍的高載流子遷移率，同時具有上佳的導熱性能，芯片主頻理論上可達到300GHZ，并且有更低功耗。而在幾年前，IBM實驗室的石墨烯場效應晶體管主頻已經來到了155GHZ。

　　當前的核心硬件發(fā)展速度除了被人為放緩的可能性是存在的，但受制于傳統(tǒng)硅基材料的使用限制，進一步調整微架構或者使用更為先進的工藝制程已經變得更像是強人所難。此時更換掉已經接近使用極限，潛能挖掘幾近枯竭的硅基材料更顯明智。

　　當前的核心硬件發(fā)展瓶頸在于材料

　　代替硅基材料上位的石墨烯在前端設計水平相當?shù)那闆r下，芯片性能保守估計性能會有幾十倍的提升，隨著技術發(fā)展，以及對石墨烯使用特性的熟練掌握，有希望進一步挖掘使用潛力，性能在提升的同時，功耗和漏電率會有進一步的降低。

　　在當前移動智能設備占據主流應用市場的時候，電池續(xù)航能力成為被廠商、市場、用戶所共同關注的問題。蘋果手表長達18個小時的續(xù)航能力一直被大家所調侃，如果使用的是石墨烯材質的電池，或許搖身一變成為備受追捧的單品爆款。

　　石墨烯作為移動設備電池生產原料會使單位體積的電量貯存有著明顯的提升。據報道，西班牙的一家高科技公司開發(fā)出的首例石墨烯電池儲電量已經達到了目前傳統(tǒng)產品的三倍，重量和成本也得到合理控制。

　　全球首批石墨烯手機已于年初上市

　　今年年初的時候，國內專注石墨烯材料應用的高科技推出了全球首批三萬部石墨烯手機，該款手機采用了最新研發(fā)的石墨烯觸摸屏、電池和導熱膜，在產品性能上較之傳統(tǒng)產品有著明顯的使用體驗上的提升。