碳基芯片是什么？碳基芯片的性能是硅基芯片的多少倍？

碳基芯片就是石墨烯芯片，碳基芯片的制作工艺而碳基半导体芯片用到的是碳纳米管或石墨烯，碳纳米管和石墨烯的制备过程跟硅基晶体管的制备方法有着本质的差别，两者的主要原料是石墨，目前生产工艺可以通过电弧放电法、激光烧蚀法等多种方式制成。所以碳基芯片电路的加工一定不会用到光刻机。碳基芯片的性能将是普通芯片的10倍以上。众所周知我国的芯片技术是落后于国外的芯片技术，我国的电子控制核心得芯片大部分都需要进口，电子行业的现状就是，最好的芯片在美国，其次是日本，欧洲，再次是韩国，差一点的是台湾。什么华润，中芯之类的，人家是帮国外低端芯片作代工的。当然，在批发市场那些廉价的，用几个月就坏的小玩具或者遥控器里面，是有国产的芯片。不得不说我国的芯片技术还有很大一个提升空间。现在，我国在碳基芯片上取得了不小的成果，碳基芯片区别于传统硅基芯片，碳基芯片从一种高级的纳米工业技术中产生。碳基芯片和硅基芯片相比，性能或将提升 10 倍，据研究表明，同等工艺制造当中，碳基芯片表现出的优势要远远强于硅基芯片。碳基芯片的延展性非常强，它可以做到普通芯片难以做到的事，比如可以用于一些折叠设备，而且重要的一点是，碳基芯片不需要光刻机也能完成制造，而且碳基芯片的用处可用于更加广泛的领域当中。我国的芯片技术虽然落后于西方，但是在我们不断的努力和坚持下，我们也研发了了碳基芯片，国外对于碳基芯片还没有一丝的进展，对于碳领域上，我国已经领先于西方国家，而且碳基芯片可能超过他们。希望我国的技术越来越发达，争取超越西方国家，打击他们嚣张的气焰。

从碳基芯片的制造工艺上看它是不需要光刻机的，那自然与之配套的光刻胶也就不需要了。由于高端光刻机的限制，国内没法完成7纳米及以下的芯片的加工，而碳基芯片的出现给了我们一个新的选择。

碳基芯片的发展其实碳基芯片项目的立项已经是20年之前，但是直到两年前彭练矛院士和他的团队才制造出4吋5微米栅长的碳基芯片，相当于我们常说的硅基芯片的28nm工艺，但是相较于当时主流的硅基芯片工艺来说差距甚远。直到今年的5月26日彭练矛和张志勇教授组成的碳基纳米管晶片研发团队再一次突破了碳基半导体制造设备的瓶颈，并把研究成果发在国际权威学术期刊《科学》上，至此宣告我国的碳基芯片的发展处于世界领先的地位。

碳基芯片的优势虽然市面上的芯片还是以硅基芯片为主，但从整体的发展形势上看，碳基芯片的发展空间更大，也更加有研发的价值。相较于传统的硅基芯片，碳基半导体具有制造成本更低、效率更高的优势，再加上我们国家全球领先的技术，至少能减少芯片30%的功耗，因此一直被视为最好的半导体材料。在应用能力方面，碳基芯片也要比硅基芯片处理的速度更快，发展前景十分广阔。

碳基芯片什么时候能完成弯道超车？虽说上面我们科普了碳基芯片的诸多好处，但是碳基芯片的成果还是只停留在实验室，并没有形成一个成熟的产业。想要让碳基芯片真正走入市场，前期的投入肯定不会少；再加上现在碳基芯片的高端人才紧缺，工艺制造难度上也相对较高，这给碳基芯片的批量生产增加了不少的难度。除非国家有魄力拿出当年支持传统集成电路技术的支持力度，再加上国内各大公司的资金和技术的倾斜，在5年可能会有商业芯片产出，在10年左右才会有真正高端的碳基芯片出现。不过硅基芯片发展也不会停滞不前，如果要实现完全的超越，至少需要20~30年左右。虽说碳基芯片的应用前景十分广阔，但是在我国尚未形成相关的产业，短期内并不会对世界的芯片产业产生任何影响。目前华为等国内企业已经开始和彭院士的团队进入对接，虽然远水解不了近渴，但是起码给了华为一个新的备选方案

所谓的碳基集成电路，就是以碳纳米管晶体管（简称CNT FET）为核心元件的芯片，前面的回答，对什么是碳纳米管晶体管以及用什么设备加工，避而不谈，所以不请自来，强答一发。先了解什么是碳纳米管晶体管。

IBM的碳纳米管晶体管的制作过程是：先在掺有特定杂质（用来改变半导体的导电特性）的硅（Si）衬底上制作出氧化层（通常是二氧化硅，和沙子的主要成分相同，但纯度高得多）；再在氧化层上制作两个金属电极，分别形成源极（Source）和漏极（Drain）；然后将拥有半导体性质的碳纳米管（可以是单层，也可以是多层）放在源极（Source）和漏极（Drain）之间，这个过程中，一定要让碳纳米管和源极、漏极、氧化层形成良好接触。IBM的碳纳米管晶体管由于研发较早，是现在实验室常用的模型之一。当然，最先出现的总是缺点较多，后来，在IBM的碳纳米管晶体管的基础上，又发展出三种不同结构的碳纳米管晶体管，分别是肖特基势垒型（图2中的a）、类金属-氧化物-半导体（MOS）型（图2中的b）和隧穿型（图2中的c）。

还有长得像水龙管的碳纳米管晶体管，见下图3.

还有许多概念产品，这里不一一列举了，不过这些碳纳米管晶体管万变不离其宗：都有源极、漏极和栅极等晶体管的基本构件；碳纳米管是核心器件，硅晶圆从过去的主角（核心材料），退居龙套位置（做衬底），即核心材料变了；更重要的是，核心材料变了，相应的半导体设备也会被淘汰，现有的光刻机派不上用场，因为碳纳米管是“长出来的”，不是“刻”出来的，ASML现有的技术积累派不上用场，有希望化解我们一直以来在高端光刻机上被卡脖子的问题。原因很简单，碳纳米管晶体管器件制作，相应的集成电路制造，需要用到新工艺，面临新挑战，国内外站在一条起跑线上。

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