碳基芯片能替代硅基芯片？彭练矛攻克的技术，能绕开EUV光刻机吗

今天跟大家聊一聊：目前半导体领域新型材料中，呼声最高的就是碳基芯片了，那碳基芯片是否能够替代硅基芯片呢，其中存在哪些难点，真的能够绕开EUV光刻机实现量产吗？

在华为受到相关限制之后，间接暴露了目前芯片领域存在的问题，为了解决这种困境，寻找可替代的半导体材料也提前摆上了议程，再加上由美国研发的硅基芯片，也即将达到摩尔定律的上线，能否实现2nm的工艺也成为了一个疑问，因此目前所有国家都在寻找可替代的材料。

碳基芯片究竟有没有可能实现呢？

而目前由北大彭练矛教授团队提出的碳基芯片，已成为了呼声最高的可替代材料。在今年的5月份，该团队把一篇关于碳基芯片的论文刊登在了美国知名杂志《科学》上，“高密度碳纳米管”的提取和组装方法也首次被提及，这种方法也已经经过了理论论证，是可以提取出碳纳米管用于制造芯片。那是否正如业界所传的那样，能够绕开EUV光刻机呢？

目前用于芯片制造的为硅基材料，而碳基芯片一旦成功制取之后，无论是在成本、性能还是功耗上都要优于硅基芯片。根据实验认证，28纳米的碳基芯片，就能够达到7nm硅基芯片的相关性能，所以在碳基芯片研发成功之后，我们只需要28nm的光刻机就够了，也就意味着是可以绕过顶尖的光刻机，实现目前所需要的芯片主流配置，我们也将有能力实现自主的国产化。

这样看来花那么大精力去研发碳基芯片，还是有一定的道理的，目前能够掌握碳基纳米管制取技术的，也只有北大彭练矛教授的团队。目前台积电已经能够实现硅基芯片5nm的制取工艺，目前也在致力于突破3nm的制造工艺，不过3nm的制取工艺已经无限接近于摩尔定律，能否实现两纳米的工艺目前还是一个未知数。

受到本身的物理性质的影响，硅基芯片要想实现更小的制程工艺，其中的晶体管也要相应缩小，但其中会存在一个漏洞，如果晶体管太小的话，会出现漏电效应以及短沟道效应等等一系列问题。而碳基芯片就可以很好的解决这个问题，碳基芯片由于在相关性能上表现的较为突出，就不用想方设法去实现工艺极限，就能够实现同等的性能。随着科技发展，对于芯片的相关性能要求也越来越高了，硅基芯片已经满足不了未来科技发展的需求。

在这样的大环境之下也为碳基芯片创造了无限的可能，而中国不能再错失这一次机会了，这绝对是中国半导体领域翻身的一次机会，当然我们也要理性看待碳基芯片的研发进度，不能操之过急。

目前有北大彭练矛教授带领的团队，已经证实了碳基芯片存在的可能性，90纳米碳基CMOS先导工艺的开发也将在3年内实现，在完成90纳米碳基芯片的制取之后，在相关性能上就已经能够媲美28纳米的硅基芯片，在实现之后我们也将迈入碳基芯片的基础门槛。

虽然目前华为已经有能力设计出5nm的芯片了，但是由于缺少了关键设备光刻机，并不能实现最终的制造成型。一旦碳基芯片研发成功之后，就可以很好的弥补这方面的不足，不过目前对于碳基芯片的研发，也只是在芯片材料提取的起步阶段，后续还要很多的制作步骤，最终的成型仍然需要用到光刻机，不过就目前而言，国内的技术也足够使用了。

中国目前拥有了碳基芯片的主导优势，只要朝着这个方向一直走下去，我们终将扭转在半导体领域的不足，只不过要有足够的时间去研发，还要对芯片设计，制造以及最后的封装环节，进行全产业链的布局，如果最终整个半导体行业都选择了碳基芯片，那么我们的优势就更加的明显了。

当然我们对于科研人员的要求也不能过于苛刻，不能只沉醉于马上就能实现弯道超车的幻想之中，虽然目前已经证实了碳基芯片的可行性，但是要想在短期之内解除华为的芯片困境，很显然这是不可能的。

光靠彭练矛教授的团队努力是不够的，还需要靠国内各大半导体企业，共同攻克整条产业链的相关技术，把技术牢牢拽在自己手上，历史才不会再次重演，对此你们有什么看法呢？