晶片製造商現在面臨一定的困難，它們要用更小的製程製造更快的CPU，正因如此，晶片企業已經開始尋找「矽」的替代品，比如碳納米管，最近，碳納米管技術取得了重要突破。
美國威斯康星大學（University of Wisconsin-Madison）的科學家最近宣布，他們成功開發出碳納米電晶體，其性能大大超越現有的矽電晶體，它所通過的電量比電晶體高了1.9倍。科學家表示，碳納米管電晶體超越矽電晶體，這還是第一次。
最近，碳納米管內存已經走出實驗室，開始投入生產，這是一個振奮人心的消息，如果美國威斯康星大學的研究能夠推廣，NRAM內存就可以與碳納米管CPU搭配使用。
要校準納米管在圓晶上的位置、保證其純度是一大挑戰，威斯康星大學在這方面取得了重大進展。研究人員稱，消除金屬雜質是一大關鍵，因為它會破壞碳納米管的半導體性能。
項目主管麥可·阿諾德（Michael Arnold）指出：「我們發現在某些特定條件下幾乎不會形成金屬納米管，金屬納米管出現的機率只有0.01%。」
從理論上講，未來碳納米電晶體的性能可以比矽高5倍，換言之，如果用在設備中，它的能耗比矽電晶體低5倍。一旦技術真正投入使用，就可以開發出更強大的處理器、讓無線通信速度更快、提高便攜設備的續航能力。
阿諾德評價稱：「製造碳納米電晶體，讓它的性能超越矽電晶體，這是一個重大的裡程碑。將碳納米管用於邏輯、高速通信及其它半導體電子技術是長遠目標，碳納米電晶體的性能取得突破，這是通往目標的關鍵一步。」
當然，科學家的工作並沒有結束，他們需要改進技術，使之可以用於商業生產。IBM曾經表示，在2020年左右我們可能就會看到碳納米管CPU。由於碳納米管更具彈性，它可以用在各種柔性、可伸縮電子產品中。
在內存方面，富士通最近宣布，如果進展順利將於2018年推出碳納米管NRAM。
摩爾定律快要失效，為了增加電晶體密度，半導體企業面臨無數的挑戰。矽電晶體開始向極限接近，材料科學變得越來越重要。半導體產業一致認為，矽電晶體的製程最低可以達到5納米左右，研究人員必須向新材料投資，用來替代矽。
碳納米管很有希望，但是它已經在實驗室沉寂了幾十年，因為碳納米管的應用面臨著技術和經濟上的挑戰。儘管如此，碳納米管的研究仍然在繼續。
到底什麼是碳納米管？簡單來說，碳納米管是由碳層（一層只有一個原子厚）組成的，它們捲成管子，直徑介於1納米至2納米之間。在人類的認識範圍內，碳納米管是導電性能最強的材料之一，研究人員認為單根碳納米管的性能比常規矽電晶體高5倍。
雖然碳納米管的性能強大，但是要在如此小的尺寸內清除雜質是一大挑戰，即使只有一個金屬雜質體，碳納米管的性能也會大受影響，比如它可能會導致短路。為了解決此問題，研究人員發明了一種新技術，他們用高分子聚合物清除雜質。
接下來研究人員需要將細小的碳納米管統一排列，緊密結合，他們開發了一種名為「流動蒸發自組裝（floating evaporative self-assembly）」的技術，可以在1X1英寸的圓晶上排列碳納米管。現有製造廠需要進一步研發，讓該技術用在更大的圓晶上。
碳納米電晶體