什么是室温超导？半导体时代将走向结束？芯片行业会被如何颠覆？

 

“室温超导”最近又在科技领域掀起了讨论的热潮。

这一切都源于韩国的一个科学家团队，他们在近日表示：发现了全球首个室温常压超导材料——改性铅磷灰石晶体结构（下称LK- 99，一种掺杂铜的铅磷灰石）。

什么是室温超导？

 

所谓超导，是指材料在低于某一温度时，电阻变为零的现象。电阻越小，意味着能量损耗越低。

超导现象最初是在绝对零度（零下273.15摄氏度）的极低温度条件下被发现的，大多数超导体也仅在接近绝对零度的温度下工作。

但现在超导前出现了“室温”这个定语。也就是说在室温条件下，也能实现超导现象，这就是室温超导。

超导是物质的一种特殊状态，有两个最主要的指标，分别是临界温度和临界磁场。超导体电阻为零，可以无损耗地输电；有完全抗磁性，液氮超导磁悬浮就是很直观的表现。

如果在室温下实现无损耗输电和超导磁悬浮，这是什么概念？电器电子、航空航天、轨道交通、军事国防、大型计算、医疗、新能源……等重大领域都会受到革命性的影响。

医院的核磁成像装置，将不需要任何低温制冷液体，价格也会大大降低。在电力运输领域，所有在电路上的损失都可以被节省下来。应用于轨道交通，使用超导磁悬浮就能够达到时速1000公里。

如果室温超导成果为真，那将颠覆整个人类社会。

成果是否为真？

 

发现LK- 99的韩国团队曾表示，“所有证据都可以证明，LK-99是世界首个室温常压超导体。LK-99的诞生意味着室温超导领域的重大突破，开启了一个全新的历史时代。”

那么这个成果是否为真？现在全世界的科研团队都在研究、验证这件事。

华中科大团队在某视频网站上发布了一段视频，目前位列全站播放第一。这段视频确实证明了LK-99的强抗磁性，但是并没有验出超导性。

一般来说，超导材料要符合两个特征，一个是没有电阻，另一个是有完全抗磁性。如果是在室温下，这两个特征都能够表现的话，那就是说它是一种室温超导体。

简单来理解就是超导=抗磁性+零电阻。如果不能实现零电阻，也就不能实现超导性，韩国团队的室温超导研究成果自然就不能成立。

其实早在2020年和今年3月，就有来自的美国科研团队发布报告称发现了室温超导材料，并观察到了室温超导现象，但最终都不了了之了。

根据央视网的消息，8月2日早，据多家媒体报道，该研究团队的成员表示：论文存在缺陷，系团队中的一名成员擅自发布，目前团队已要求下架论文。

现在全世界的科研团队都在争相复现韩国的室温超导实验，最终结果如何，时间会给出答案。

芯片行业会被如何颠覆？

 

如果未来真的能够实现室温超导，那对于我们半导体领域、芯片领域又有什么影响呢？

假设我们的条件依然是基于“芯片是由半导体材料制造的”。那么使用室温超导材料做成芯片的连线，将会不存在导线发热的情况，但还是难以避免MOS管本身的发热，所以目前能够想到的最大优点就是，芯片性能将得到大幅提升。引用网友的话形容“就像高速公路去掉了120的限速标识”。

而如果不考虑硬件限制，把这个假设条件再更具颠覆性一些——直接使用超导材料来制作芯片，电阻消失了，不需要再考虑散热问题了……摩尔定律现在所面临的困境也就迎刃而解了。

从半导体时代到超导体时代，这要经历从实验室到生产线的跨越。毕竟从科研领域到应用于工业领域，还是有很长的路要走。

2022年末时，室温超导入选为2022年度“十大基础研究关键词”。无论当下成果如何，室温超导都是未来发展的一大前沿方向。

审核编辑：刘清