背景
步入21世紀以來，傳統矽基晶片的發展速度日益緩慢，科學家們一直試圖尋找能夠替代矽的晶片材料，碳納米管就是最具前景的方向之一。然而，製造出符合要求的碳納米管材料，一直是碳管電子學領域所面臨的最大的技術挑戰。
目前，晶片絕大部分採用矽基材料的集成電路技術，該項技術被國外廠家長期壟斷。據統計，中國每年進口晶片的花費高達3000億美元，甚至超過了進口石油的花費。
採用矽以外的材料做集成電路，包括鍺、砷化鉀、石墨烯和碳，一直是國外半導體前沿的技術。
優勢
相對於矽基，碳基半導體具有成本更低、功耗更小、效率更高的優勢，更適合在不同領域的應用而成為更好的半導體材料選項。
世界最初的碳基集成電路乃IBM開發的在單一碳納米管分子上構建的完整電子集成電路。而據說我國的碳基半導體起步方面和國外幾乎同步。
因此不論是理論還是實驗室研發方面都處在世界前列且較為成熟。這似乎是我國能夠在晶片半導體相關行業實現彎道超車的最好機會。
應用
碳基技術在不久的將來可以應用於國防科技、衛星導航、氣象監測、人工智慧、醫療器械等多重領域。我國在碳基技術領域取得的一系列突破進展，將極大地提升了我國在世界半導體行業的話語權。
定義
碳基半導體是一種在碳基納米材料的基礎上發展出來的一種導電材料，又被稱作碳納米管電晶體。
其原料即碳基納米材料為一種分散相尺度至少有一維小於100nm的碳材料——分散相既可以由碳原子組成，也可以由異種原子（非碳原子）組成，甚至可以是納米孔。
主要包括三種類型：碳納米管，碳納米纖維，納米碳球，其中碳納米管即作為製備碳基半導體的材料。
中國技術領先
由北京元芯碳基集成電路研究院彭練矛教授和張志勇教授帶領的團隊，經過多年研究與實踐，解決了長期困擾碳基半導體材料製備的瓶頸，如材料的純度、密度與面積問題。
他們的這項研究成果已經被收錄在今年5月22日的《科學》期刊「應用物理器件科技」欄目中。
晶片是一個國家發展高科技產業的核心所在，但中國在基於矽基CMOS技術的傳統晶片產業一直處於被西方「卡脖子」的相對落後的境地。
「我們的碳基半導體研究是代表世界領先水平的。」彭練矛表示。與國外矽基技術製造出來的晶片相比，我國碳基技術製造出來的晶片在處理大數據時不僅速度更快，而且至少節約30%的功耗。