h1_key

  碳基芯片是以碳納米管和石墨烯為代表的碳納米材料為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的，來(lái)半導(dǎo)體行業(yè)的研究重點(diǎn)應(yīng)集中在碳基電子產(chǎn)品上，碳基半導(dǎo)體被認(rèn)為是戰(zhàn)后時(shí)代的突破性技術(shù)，而碳基材料領(lǐng)域正孕育著一個(gè)全新的機(jī)會(huì)，目前中國(guó)的研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)在碳基半導(dǎo)體領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展，但是從實(shí)驗(yàn)室到市場(chǎng)還需要時(shí)間，還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)開(kāi)發(fā)，新產(chǎn)業(yè)的研究和開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)長(zhǎng)期投資，至少需要十年才能看到結(jié)果，碳基材料研究可能需要數(shù)十億美元的資金，由于投資回報(bào)前景的不確定性，參與研究的中國(guó)本土企業(yè)不多，在這個(gè)領(lǐng)域是政府在主導(dǎo)，希望它能引起各方越來(lái)越多的關(guān)注。

  中國(guó)制造2025計(jì)劃是中美科技戰(zhàn)的根本原因，美國(guó)針對(duì)華為打壓中國(guó)的高科技公司，但它的限制只限于一些領(lǐng)先公司，中國(guó)是半導(dǎo)體元件的最大買(mǎi)家，也是電子產(chǎn)品的最主要提供者，與中國(guó)脫鉤并不符合美國(guó)的利益，美國(guó)希望中國(guó)生產(chǎn)廉價(jià)商品，從美國(guó)及其盟國(guó)購(gòu)買(mǎi)高端產(chǎn)品和核心價(jià)值部件，這就是為什么美國(guó)不允許28納米光刻機(jī)運(yùn)往中國(guó)，除了對(duì)機(jī)器的禁運(yùn)外，中國(guó)面臨的所有障礙都與硅基芯片有關(guān)，如果中國(guó)能夠制造碳基半導(dǎo)體，所有這些壁壘都不能再阻止中國(guó)，由于摩爾定律的限制，芯片發(fā)展到一定程度后就不能再進(jìn)一步了，摩爾定律強(qiáng)調(diào)，冰冷的晶體管的數(shù)量每十八個(gè)月就會(huì)翻一番，人們認(rèn)為基于硅的技術(shù)在28納米時(shí)已接近極限，但芯片行業(yè)開(kāi)發(fā)了十四納米十納米甚至三納米的技術(shù)，根據(jù)臺(tái)積電的計(jì)劃，2022年下半年我們將看到三納米芯片的大規(guī)模生產(chǎn)，蘋(píng)果將成為臺(tái)積電三納米的客戶，所以摩爾定律的極限還沒(méi)有被打破，至少在三納米級(jí)別，仍有可能大幅提高芯片性能，但基于硅的芯片最終會(huì)面臨物理規(guī)則的限制，兩納米可能是臨界點(diǎn)。

  由石墨烯制成的碳基芯片是未來(lái)的發(fā)展方向，在同樣的工藝下，碳基芯片的性能是硅基芯片的數(shù)倍，它甚至可以繞過(guò)euVI光刻技術(shù)的限制，因?yàn)槿藗冇酶叩募{米技術(shù)制造出與硅基的性能相同的碳船，西方國(guó)家在硅基芯片方面有長(zhǎng)期的技術(shù)積累和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，可以制造手機(jī)電腦和其他電子器件，中國(guó)要在硅基芯片領(lǐng)域超過(guò)西方國(guó)家并不容易，即使它能開(kāi)發(fā)自己的紫外線機(jī)器，也需要三到五年的時(shí)間才能趕上，到那時(shí)生產(chǎn)高端硅芯片可能就沒(méi)有意義了。

  因此中國(guó)需要走另一條路，轉(zhuǎn)而采用碳基芯片技術(shù)，2020年10月中國(guó)科學(xué)院成功研制出八英寸石墨烯，這種晶圓的性能和尺寸都很好，中國(guó)的石墨礦藏占世界的四分之三，而其產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的72%，在這種情況下，中國(guó)可能會(huì)在全球半導(dǎo)體行業(yè)中占據(jù)領(lǐng)先地位，目前英特爾和AMD的CPU多年來(lái)一直被限制，現(xiàn)在最快的CPU頻率都在5.5赫茲以下，即使是帶液冷器的超頻處理器也很難超過(guò)7赫茲，IBM開(kāi)發(fā)的石墨晶體管在十年前就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高達(dá)155赫茲的頻率，理論上石墨晶體管可以在一兆赫茲下工作，比今天的硅基芯片快200倍，石墨芯片技術(shù)很有前途，但它還沒(méi)有被商業(yè)化，我們相信中國(guó)將在未來(lái)與其他國(guó)家的競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。