石墨烯碳基晶片誕生，性能或將提升10倍以上，採用碳納米管工藝

2020-10-15 Qi哥66

作為全球先進的晶片製造商臺積電，在矽基晶片的研發上已經突破到了5nm工藝，並且正在向2nm工藝進發，但2nm之後矽基晶片的工藝似乎遇到了瓶頸。而我國因為受到了美國的制裁，雖然在晶片設計上有所成就，但是在光刻機等製造設備中卻無法突破。兩種情況的趨勢下，全世界科技人員開始了新材料晶片的研發。

碳基晶片是否需要光刻機

可以肯定的是，碳基晶片是不需要光刻機的，所以也不會使用光刻膠，要不然彭練矛和張志勇教授花費這麼大精力去研發碳基晶片還要依賴光刻機的話，那麼它的使用價值並不高，畢竟在光刻機的研發上面，我們和ASML的差距還是很大的，那麼想要彎道超車就必須擺脫光刻機的控制。而且目前的矽基晶片已經發展到2nm技術，基本已經達到瓶頸，想要繼續突破將會非常困難，那麼研發一種全新材質的晶片成為了一個世界科技行業共同的目標。只不過，這一步，我們來得更早一些。

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普通晶片的製作工藝

傳統晶片的製造過程需要經過是通過拋光、光刻、蝕刻、離子注入等一系列複雜的工藝過程。也就是先用雷射將電路刻在掩蓋板上（相當於我們印刷的轉印技術），再通過用紫光通過掩蓋板將電路印在矽片上進行曝光，塗上光刻膠等刻蝕後就能在矽圓上製造出數億的電晶體，最後進行封裝測試，晶片就製作完成。而這個過程是無法離開光刻機和刻蝕機的。

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碳基晶片的製作工藝

而碳基半導體晶片用到的是碳納米管或石墨烯，碳納米管和石墨烯的製備過程跟矽基電晶體的製備方法有著本質的差別，兩者的主要原料是石墨，目前生產工藝可以通過電弧放電法、雷射燒蝕法等多種方式製成。所以碳基晶片電路的加工一定不會用到光刻機。

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碳基晶片相比矽基晶片有哪些優勢

採用石墨烯製造工藝的碳基晶片，可以達到普通矽基晶片的10倍以上，將繼續推動摩爾定律更好的發展，就算是矽基晶片工藝突破5nm達到2nm工藝，也突破不了10倍的提升。如此超快的速度得力於石墨烯和碳納米管，在信號的傳輸中擁有更好的傳導性能。

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碳基晶片進行的是一場晶片界的革命，將打破傳統晶片的市場，重新定義什麼叫智能晶片，而且在生產工藝上因為不需要使用到光刻機和光刻膠等設備，這樣也讓我國被這兩種設備卡脖子的局面。現在我們唯一能做的就竭盡全力去推廣碳基晶片的發展，這是我們晶片行業新的發展目標。

彎道超車還需要多久

無論是手機的處理器CPU，還是其他的各種微電路晶片，我國在生產工藝和製造設備中，都要落後國際水平，短時間難以超越。但是碳基半導體的成功研發，可以讓我國在晶片領域中實現彎道超車，達到國際的先進水平。彭練矛教授表示：

「碳納米管的製造乃至商用，面臨最大的問題還是決心，國家的決心。若國家拿出支持傳統集成電路技術的支持力度，加上產業界全力支持，

3~5年應當能有商業碳基晶片出現，10年以內碳基晶片開始進入高端、主流應用。」

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相信在不久的時間，通過各個國內廠商的適配和研發，我國的碳基晶片能重新成為世界領先，擺脫被光刻機和光刻膠卡脖子的狀態。搶佔碳基晶片產業的控制權。那個時候我們在國際市場上才能有足夠的話語權，並且隨著碳基晶片的發展，我國的智能化設備也會有明顯的提高，這種提升不光是在我們的手機上和數碼產品上，甚至是在軍事、航空等重要領域都會迎來新的突破。轉載 網絡

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