我國碳基晶片獲最大突破，性能比矽基大幅提升！也是未來發展方向

2020-09-05 半導體微視野

最近最火熱的就是碳基晶片了，也就是石墨烯晶片。什麼是碳基晶片？ 因為摩爾定律的限制，晶片在到達2nm就幾乎無法突破了。於是就產生了新的課題，科學家試圖尋找新的材料，來替代矽基晶片，石墨烯就是一種理想的電晶體材料。理論計算表明，使用碳納米管制備的電晶體與相同特徵的矽電晶體相比，理論上運行速度可以提高 5至10倍，而功耗可以降低至十分之一，完美滿足超低功耗晶片的需求。那碳基晶片能取代矽基晶片嗎？

目前晶片都採用矽片打造的，必須提供光刻機才能製造出晶片。我國正式因為沒有光刻機才在晶片領域受到美國影響比較大。如果我國要想在半導體領域取得突破性進展，就必須攻克光刻機，但這難度非常大，短時間內幾乎是不可能完成的。同時，晶片最先進的工藝製程是5nm，也將到達摩爾定律的上限，如果要想繼續提升工藝，在2nm、1nm時，摩爾定律將徹底失效，無法做到更小。

碳基晶片和目前的矽基晶片相比，存在什麼優勢呢？

首先碳基晶片在工藝上可以到達更先進的水平，同時碳基晶片的原材料是石墨烯，我們已具備成熟的工藝，在成本上也將比傳統晶片材料便宜。更重要的是，碳基晶片在性能上將提升1000倍。

碳基晶片突破了矽基晶片的局限性，也是晶片未來的發展方向。同時，我國在傳統半導體領域落後的情況下，但在碳基晶片上，我國已取得了重大突破，具備國際領先水平，這也是我國晶片發展的重要方向，也將藉助碳基晶片超車。最重要的是，我國發現碳基晶片可藉助華為光電技術，為製造碳基晶片已具備成熟條件。

我國碳基晶片取得突破性進展，碳基晶片離我們還有多遠？

前一段時間，北京大學被曝光，成功研製出碳基CMOS技術的電晶體和電路，一下引發熱議。這是否意味著我們能借道超車，繞開美國核心技術的限制呢？

發展碳基晶片重要意義

在傳統晶片供應鏈上，要想實現國產替代幾乎不可能。我國要想實現彎道超車，必須藉助碳基晶片。今年華為在英國劍橋建立了光電基地，可以網絡全球的人才為華為服務，華為在碳基晶片上其實已走在世界前列，未來很可能華為也想5G技術一樣，其他國家都起步，而華為已成為行業引領者！華為也積極對接研究院，通過加強對碳基晶片的研究。

美國限制了華為的晶片供應，這也讓我們意識到國產晶片獨立自主的重要性。雖然在矽基晶片上我們跟國際頂尖水平有很大差距，但由我國自主研發的碳基晶片最近已經取得了重要突破，並且與傳統的矽基晶片相比，功耗和成本更低、性能更強。在矽基半導體的研發逐漸進入瓶頸期之後，未來全球半導體的發展方向最可能是碳基半導體技術，而我國現在搶先在碳基半導體技術領域實現了技術突破，不僅能夠提高我國在未來半導體行業中的地位，對世界科技進步也有著重要意義。


總結：

雖然碳基晶片目前還處理研究初期，但我國已具備很好的基礎，尤其是北大研究所已取得了很多突破性研究成就！

儘管碳基晶片商業應用還有很長的路要走，但是從來都沒有一蹴而就的成功，也沒有一步登天的不切實際，只有腳踏實地才是真正行得通的路。如果華為和北大研究院能取得成功，那麼對華為來說就會走出目前的困境，更是一次飛越的機會！

在矽基晶片上我國目前的差距還是相當明顯的，但碳基晶片是一個全新的方向，我國目前已走在世界的前列，這也是晶片未來的發展的重要方向。我國能藉助碳基晶片實現超車嗎？


在半導體領域，晶片是核心的核心，我國要想在晶片取得成功，不受沒有的影響，必須堅定對碳基晶片的研究！尤其是華為能取得成功嗎？

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