硅：从核心材料到未来科技 中国突破芯片技术封锁的突破点
发布时间：2025年01月14日
硅（Silicon）作为一种地壳中含量最丰富的元素之一，早已成为现代科技的核心支柱。自20世纪初硅晶体管问世以来，硅被广泛用于制造微处理器、存储器及其他半导体器件，推动了“硅谷”的诞生和现代信息革命。然而，随着技术需求的不断演变，硅正面临着新的挑战，同时也展现出更多的潜力。
硅在传统芯片制造中的角色
硅因其优越的半导体特性、成本低廉及易于加工等优势，一直是集成电路制造的首选材料。微处理器的核心——晶体管——通过硅晶体的掺杂特性，可以有效地控制电流的流动，从而实现二进制运算。过去几十年间，芯片制造商通过不断缩小晶体管的尺寸，提高了芯片的性能和能效。然而，随着晶体管尺寸接近物理极限，这种微缩策略正变得越来越困难，能源效率和散热问题也逐渐凸显。
硅的进阶应用：光子学与量子计算
近年来，硅在光子学领域的应用吸引了广泛关注。硅光子技术通过利用光子代替电子进行信息传输，大幅提升了数据传输速度并降低了能耗。报告显示，TSMC与NVIDIA合作开发了基于硅光子学的原型芯片，其通过整合光电子与传统电子技术，提高了AI芯片性能。
此外，硅还在量子计算中扮演重要角色。研究人员发现，硅晶体中的某些缺陷（如G中心缺陷）可以用作量子信息存储和传输的基础。通过使用硅中的量子缺陷，不仅可以充分利用现有的通信基础设施，还能加速量子网络的建设。
硅替代材料的探索
尽管硅在技术领域拥有重要地位，但其面临的挑战也日益突出。例如，硅晶体管的能效提升已经趋于饱和，而某些高频高功率应用对材料提出了更高要求。这促使研究人员探索新的半导体材料，如氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）。这些宽带隙半导体材料可以在高温、高压和高频环境下运行，适用于电动车充电、数据中心和军用雷达等领域。
与此同时，二维材料如过渡金属硫化物（TMDs）也展现出巨大潜力。由于其原子级厚度，这些材料可以在更小的空间内实现更高的计算密度，从而推动下一代芯片的开发。
硅的未来与全球竞争
尽管替代材料正在崛起，硅依然在光子学、量子计算和传统电子技术中保持不可替代的地位。然而，围绕硅相关技术的竞争正在加剧。特别是在中美科技竞争的背景下，硅光子学和先进半导体制造成为全球关注的焦点。美国通过《芯片法案》（CHIPS Act）投入巨资提升本土半导体能力，而中国则利用硅光子技术作为突破点以应对技术封锁。
拜登政府于2025年1月13日宣布了针对人工智能（AI）芯片和专有神经网络的新出口限制政策。此政策被称为《人工智能扩散临时最终规则》，旨在防止中国通过第三国获取先进AI芯片。新规则对小规模AI芯片采购进行了简化，但对大规模采购实施严格限制。18个盟国免受部分限制，但相关企业需获得授权以在国际数据中心部署大量GPU。对“非可信实体”的限制也被加强，禁止向其提供专有AI模型的权重配置，但开源AI模型不受影响。
英力士吉姆·拉特克利夫爵士称英国化学工业正走向灭绝
2025年伊始，亿万富翁、石化集团英力士所有者吉姆·拉特克利夫爵士称，由于高能源价格和碳税的双重影响，英国化学工业正走向灭绝。该公司在苏格兰格兰杰茅斯拥有多家石化工厂，并共同拥有相关炼油厂，上周关闭了该工厂的乙醇生产。化工产业是英国经济的重要支柱，其在制造业、出口和就业等领域都具有显著贡献。化工行业是英国制造业最大的出口创收领域，占制造业总增加值的10%，直接雇佣了23万人，并且每年在研发方面投入超过35亿英镑。
中国石化集团首席科学家孙丽丽：自主创新提升石化产业竞争力
“科技创新是石化产业发展的核心动力。”这是中国工程院院士、中国石化集团首席科学家孙丽丽挂在嘴边的口头禅。作为我国石化工程领域的领军人物，孙丽丽四十余载深耕科研一线，将青春与智慧倾洒在石化技术创新的征程上，为我国从石化大国迈向石化强国立下重要功勋。
生化环材四大天坑？新时代生物化工专业大有可为！
“生化环材”四大专业，曾被冠以“天坑”之名，让不少考生和家长望而却步。然而，随着时代的变迁与科技的飞速发展，生物化工专业早已不是过去人们眼中的“就业难”代名词，而是一个充满机遇与挑战的前沿领域。新时代的生物化工专业，正以其独特的优势和广阔的发展前景，成为推动社会进步和经济发展的关键力量。
特朗普关税政策下的全球化工原料贸易影响几何
在当今全球经济一体化的大背景下，化工原料贸易作为全球产业链的重要组成部分，其稳定与发展对于各国经济都具有深远意义。然而，特朗普政府推行的一系列关税政策，如同在平静的湖面上投下巨石，引发了全球化工原料贸易格局的剧烈动荡，其影响与未来趋势值得深入探讨。
自动化固相萃取技术和生成式人工智能加速肽研究和制备技术创新
近年来，肽作为生物医学与健康产业的重要原料，其研究和应用正展现出惊人的潜力。从医学治疗到功能性食品，再到美容护肤，肽正为多个领域带来颠覆性的变化。随着技术的进步和研究的深入，肽在健康领域的应用前景愈发广阔。从抗衰老产品到新型抗生素，从肿瘤治疗到个性化医疗，肽为我们展示了医学与科技结合的无限可能。未来，通过持续优化制备技术、深入研究肽的功能机制，我们有望更广泛地将肽应用于人类健康的各个领域。
鲁北化工将投资建设年产60万吨硫磺制酸及余热发电项目
2025年1月14日，鲁北化工发布公告，为缓解运输成本压力，减少运输硫酸带来的公共危险，完善鲁北循环经济产业链，鲁北化工计划投资3.30亿元建设60万吨/年硫磺制酸及余热发电装置。项目预计建设期为2年，年产60万吨工业硫酸（折合100%硫酸），余热年发电量5.6万MW，年副产蒸气102.08万吨。主要建设内容包括硫磺库、熔硫厂房、焚硫转化装置区、干吸装置区、发电机房、波硫及硫酸储罐区、公辅工程及绿化、道路等，购置主要生产设备94台/套。
盐酸 (Hydrochloric Acid, HCl)的用途有哪些
无色液体，具有较强的酸性和腐蚀性，是一种常用的酸，可与多种碱和金属发生反应。 合成或生产方式： 可通过氢气和氯气在点燃条件下反应制得。 用途： 在该研究中用于合成 H6TTAB 的过程中，作为酸化试剂，将反应产物从溶液中沉淀出来。
波兰化肥巨头Grupa Azoty拟剥离其德国化肥业务以提高流动性
据外媒报道，波兰化工公司grupa azoty考虑出售德国化肥业务。Grupa Azoty 是波兰最大的化学品和第二大石化和聚合物集团，正在经历一段重大转型和挑战时期。2024年3月，Adam Leszkiewicz 被任命为首席执行官，Leszkiewicz 在化学和能源行业拥有丰富的经验，曾在 Grupa Azoty 子公司担任领导职务，并担任波兰国家资产部国务秘书。他重返公司，彰显了在充满挑战的情况下振兴公司业务的决心。
环氧氯丙烷（Epichlorohydrin, ECH）的物理化学性质、生产方式及用途
环氧氯丙烷（Epichlorohydrin, ECH）是一种有机化合物，具有环氧基团，常用于合成环氧树脂。通过化学合成方法制备。在环氧树脂合成中，ECH用于与双酚A反应生成DGEBA。
生产厂家：舒兰市金马化工有限公司
甘油（Glycerol, Gly）的物理化学性质、生产方式及用途
甘油是生物柴油生产过程中的副产品。通过甘油三酯（植物油）的酯交换反应生成生物柴油，甘油因密度差异而分离出来（Soomro et al., 2020）。 粗甘油的纯度在70%-80%之间，商业销售的甘油纯度可达95.5%-99%（Garcia et al., 2008）。
生产厂家：禾大西普化学（四川）有限公司
学术报告：碳和磷之间的密切和松散关系
多磷单元是一类重要的化合物，与碳基亲属同瓣。由于磷原子上存在孤对电子，五磷杂二茂铁[CpRFe(η5 -P5)]的五重对称环-P5环使其能够与路易斯酸性过渡金属部分形成独特的超分子聚集体，形成前所未有的巨型球形分子。
学术报告：糖质分子的扫描探针显微成像
作为生物体重要的组成部分，生物大分子参与几乎所有的生物反应过程，相关的研究对于生物、化学、物理、材料等多个基础和应用领域具有重要意义。结构决定功能，对生物大分子的成像可以深化人们对其多样化结构和功能的理解。由于聚糖等生物大分子灵活复杂的结构，导致目前基于平均化测量的成像技术无法对其进行精确成像。
