说起芯片，对于大家来说想必并不陌生。近年来，芯片的发展瓶颈却成了全世界的难题。不错就是这么一颗小小的芯片，却成了智能科技发展的决定因素。我们今天就一起聊一聊芯片。

由于摩尔定律的失效，硅基芯片材料的潜力已基本被挖掘殆尽，开发新材料将是未来芯片的发展趋势。

就目前科技的发展，我们正在向碳基芯片、量子芯片技术领域推进，并取得了一定的成果。


碳基芯片

碳基半导体是一种在碳基纳米材料基础上发展的，以碳纳米管（CNT）、石墨烯为代表的半导体材料。


石墨烯（Graphene）：是一种以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新型材料。

其厚度只有0.335纳米，相当于一根头发丝的20万分之一，拥有较强的硬度，超强的导电性及导热性。

除此之外，石墨烯在光学、电学、力学特性上都表现出了很强的优越性。在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种重要的科技应用材料。


碳基芯片：也就是我们所说的石墨烯芯片，而碳纳米管或石墨烯主要以石墨为原料，再根据电弧放电法、激光烧蚀法等工艺方法制程。

由于碳基芯片电路的加工能绕过光刻机，因而比起硅基芯片制造来说，要容易的多。并且由于碳基芯片材料的特殊性，其性能将是普通芯片的10倍以上。


碳基芯片的优越性

相对于硅基芯片，由于碳元素自身特性，碳基芯片表现出很强的优势。

  1. 同样的工作，碳基芯片绕过了光刻机与光刻胶的瓶颈。
  2. 碳基芯片具有很强的延展性
  3. 碳基芯片应用领域更为广泛。
  4. 电子在以碳晶体为载体的芯片内比在硅晶体内更容易移动，具有更快的传输数率。
  5. 成本更低、功耗更小、效率高的特点。


碳基芯片取得的成果

目前，国内碳基芯片取得的成果主要是由北大彭练矛院士团队主持研制的“90纳米碳基集成电路关键工艺研究”课题成功通过了专家组验收。

该团队北大团队在碳基材料、工艺和性能等方面，均是处于世界领先水平。并且90纳米碳基芯片性能相当于28纳米硅基芯片，60纳米碳基芯片就相当于10纳米硅基芯片。

彭练矛院士表示，在处理大数据时，相比硅基芯片，我国碳基芯片速度更快，功耗更低，至少节约了三成的功耗。


总结：目前碳基芯片、量子芯片技术正在不断的取得突破，如果完全实现了商用，就可以完全绕开高端EUV光刻机的瓶颈，实现国产芯片的创新与突破，打破美芯片技术的封锁。