碳基半导体芯片外国进展如何？

事实上，碳基半导体晶体管最先是由美国与荷兰科学家在1998年制造出来的，截止到2006年之前，我国在碳纳米管晶体管上并没有明显的建树。可以说，我国对碳纳米管晶体管的研究开始于2000年，7年之后才制备出了性能超越硅晶体管的N型碳纳米管晶体管。由此可知，国外的碳纳米管晶体管的研究要比我们早的多，但是到了今天我们与国外的差距远没有硅晶体管那么大，甚至有超越国外的趋势。

总体而言，国外对碳纳米管晶体管的研究，还是比我们要领先的。在2013年，MIT研究团队发表了由178个晶体管组成的只能执行简单指令的碳纳米管计算机。在2019年，MIT团队已能制造完整的由14000个碳纳米管晶体管组成的处理器了。而国内于2017年制造了基于2500个碳纳米管晶体管的处理器，整体性能相当于因特尔4004的水平。至于在2019年国内是否研发出了集成更多碳纳米管晶体管的处理器，目前尚未有报道。

由于碳纳米管较容易聚合在一起，所以MIT团队利用了一种剥落工艺防止碳纳米管聚合在一起，以防晶体管无法正常工作。要知道MIT团队制造的CPU主频只有1Mhz，早期的80386处理器的频率还有16Mhz，也不是说2019年碳纳米管制造的计算机性能，仅相当于1985年制造的硅晶体管处理器的性能，这差距就太大了。离实用化，还有较长的一段路要走。因为碳纳米管晶体管之间的沟道和碳纳米管晶体管的体积过大，导致碳纳米管晶体管可以容纳的电流较小，容纳得电荷较少。MIT制造的由14000个碳纳米管晶体管组成的处理器中的沟道宽度为1.5微米，与现在纳米级相距较远。也只有缩小碳纳米管晶体管的体积和减小沟道的距离，才可以提升整体性能。

但是国内于2017年，就研制出了栅长为5纳米的碳纳米管晶体管，近日又研发出了栅长3纳米的碳纳米管晶体管。可以说，国内在碳纳米管晶体管的小型化上走的比较远。在2007年左右，国内以碳纳米管晶体管制造的处理器主频就高达5Ghz，要比国外2019年制造等我处理器主频高的多。从国外的相关产品来看，其碳纳米管栅长究竟达到了何种地步，也说不准。只不过，由此可知，在碳纳米管的研发上，国内技术最起码不会差国外技术太多，很有可能是同步发展的。

【碳基半导体芯片真的能够助力我国芯片突破西方禁锢？从此不依赖ASML吗？】

我们应该看到了近期的新闻，2020年5月26日，北京元芯碳基集成电路研究院宣布，解决了长期困扰碳基半导体材料制备的瓶颈！ 该消息一出，瞬间引起了我们的关注，于是我们扎堆的认为， 碳基半导体芯片一定能够助力我国芯片的突破，打破西方禁锢？从此不依赖ASML。

了解现状——西方国家垄断的是硅基材料，而这些硅基材料在我国，我们的优势非常的低；一些关键性的材料还是倍国家技术给垄断的。而此时，我们想要打破束缚，就必须要寻找新的思路，于是出现了我们期待的：碳基半导体能否替代未来的硅基材料呢？

其实，有专家表示，北由于碳分子结构稳定，很难像硅材料一样通过掺杂其他物质改变性能。因此，碳纳米管要实现产业化，尚有很长一段路要走。不过，如今，北京元芯碳基集成电路研究院的突破确实给了我们很大的希望。

碳基半导体具有成本更低、功耗更小、效率更高。如果能够打破硅基半导体材料的束缚，走出一条全新的碳基半导体路，我们的芯片发展可能更有意义。

其实，以碳纤维(织物)或碳化硅等陶瓷纤维(织物)为增强体，实际上，我们熟知的石墨烯，生物碳以及碳纳米管等等都属于碳基材料。因此，想要碳基材料真正的运用与我们的实际，确实还是有一段路走，可是我们也已经进了一步了。

在芯片处理中， 碳基技术芯片 速度提升，功耗降低，未来更能够运用于多种领域，比如国防，气象，以及我们现在急需要解决的手机芯片，计算机芯片问题。这里我们得知道，相比国外技术， 我国对于碳基技术研究时间早，目前的技术是基于二十年前彭练矛院士提出的无掺杂碳基CMOS技术发展而来。

因此，我们不担心倍国外的技术给限制，因为我们的技术具有前瞻性，确实我们的芯片技术目前还是受限制，特别是ASML的光刻机，因为缺乏技术，在工艺制程方面受到制约。

因此，我们猜测的是，碳基材料未来很有可能打破ASML光刻机的束缚，打破欧美国家芯片的束缚，打造属于我们的芯片技术。

谢谢您的问题。碳基芯片在全球范围内还在朝量产迈进。

碳基芯片目前处于实验室阶段。 IBM和英特尔已经碳基在理论进行了多年的 探索 ，英特尔无果而放弃。IBM与英特尔退而求其次，用的是“掺杂”工艺制备碳纳米管晶体管。在国内，彭练矛和张志勇教授团队在半导体碳碳基半导体材料制备方面取得了研究重大进展，已经领先于全球，但也只是朝产业化进一步迈进。

实验室的成果离现实还很远 。全球碳基芯片真正要实现落地、商品化，除了雄厚的资金，必须要有现有的芯片兼容，直接借用现有半导体产业流程工艺，就可以大大加快碳基芯片产业化进程。

碳基技术需要企业参与 。北京碳基集成电路研究院以前在碳基技术上走在了前列，未来10年发展至少需要20亿元研发投入，这需要企业产研对接，需要企业认识其中的价值。阿里巴巴、腾讯都计划投入数千亿元用于新基建，参与到云服务和芯片全线布局，希望这样的 科技 龙头企业参与“碳基”集成电路，有助于缩短国内碳基技术的商用时间，站在全球视角， 科技 企业及早介入非常重要。

欢迎关注，批评指正。

首先，国外的研究并没有啥进展，因为没有企业投钱，高通的芯片利润这么高，谁会把大把的钱投到一个还不知道成不成功的项目上？

处于 探索 期，技术还远不成熟，距成熟产品路还很远。

1、英特尔

英特尔公司成立于1968年，是半导体行业和计算创新领域的全球领先厂商。英特尔公司是世界上最大的半导体芯片制造厂商，它拥有了几十年的生产历史，从英特尔推出全球第一个处理器之后，就对我们的生活作出了重大的改变，同时也引发了之后的信息技术革命。

2、高通

高通成立于1985年美国，是较大的无生产线半导体生产商、无线芯片组及软件技术供应商，是目前5G研发、商用与实现规模化的推动力量之一，致力于发明突破性基础科技，变革了世界连接、计算和沟通的方式。高通芯片事物gpu性能强，在游戏过程中很占优势。兼容性好，是移动cpu里兼容性最好的。

3、英伟达

英伟达始创于1993年美国，是全球知名的电脑显卡供应商，也是较早推出图形处理器技术。Nvidia的芯片架构能够在通用性和效率之间实现一个很好的平衡，而在这个基础上，一套易用且能充分调动芯片架构潜力的软件生态则会让Nvidia在机器学习模型社区拥有巨大的影响力。

4、联发科技

联发科技是台湾上市公司，始创于1997年，是一家专注于创造横跨信息科技、消费电子及无线通信领域的IC解决方案的现代化企业，目前已经是全球第四大半导体公司，旗下研发的芯片一年会驱动超过15亿台智能终端设备。

5、海思

海思是华为技术公司旗下的从1991年就开始专注于制造消费电子、通信等领域的光网络芯的企业，海思芯片虽然大多数自用，但仅是华为手机的销量，已经让海思曾经在国内手机芯片市场超过高通，还曾进入了全球半导体前十大供应商，可见海思实力有多强。

6、博通

博通是全球基础架构技术供应商，创立于1991年美国，专注于提供半导体和基础设施软件解决方案，拥有产品组合多样性、良好的执行力与运营、工程深度等多种优势。 博通的ETC芯片的占市场份额七成，但ETC占博通收入只有可怜的10%左右，ETC芯片在博通集成公司收入占比可以说微不足道，忽略不计的。 

7、AMD

AMD创立于1969年美国硅谷，在2006年时收购了芯片巨头ATI公司，是一家专注于微处理器设计和制造的大型跨国公司，从成立以来，去多诸多突破性的行业创新，公司始终处于半导体产品领域的前沿。

8、TI德州仪器

TI始于1930年的美国，总部位于得克萨斯州的达拉斯，以开发制造半导体和计算机技术而闻名于世，75年来TI公司卓有成效地推动着社会发展。从默默无闻地开发德州油田到在全球市场占据领先地位，TI 在其员工理念的指引下逐步发展壮大。

9、ST意法半导体

ST意法半导体是意大利的SG微电子公司与法国Thomson半导体公司合并而成的，成立于1988年，是目前世界较大的半导体公司，旗下不仅有知识产权含量高的专用产品，还有多领域的创新产品，如安全性智能卡芯片、高性能微控制器等。

10、NXP

NXP源自于荷兰，前身是飞利浦旗下的分支公司，是全球性汽车半导体品牌，全球前十大半导体公司，总部位于荷兰Eindhoven。nxp电源管理芯片可以开发新的工艺、封装和电路设计技术，也将出现性能更好的设备，进步功率密度，延伸电池寿命，减少电磁干扰，增强电源和信号完整性，进步体系安全性，让国际各地的工程师可以立异国际。

以上内容参考：百度百科-英特尔、百度百科-高通、百度百科-NVIDIA、百度百科-联发科、百度百科-深圳市海思半导体有限公司、百度百科-broadcom、百度百科-AMD、百度百科-TI、百度百科-意法半导体、百度百科-恩智浦半导体公司

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