科技怪人|石墨烯“碳基芯片”诞生，性能或提升10倍以上，采用碳纳米管工艺
作为全球先进的芯片制造商台积电 ， 在硅基芯片的研发上已经突破到了5nm工艺 ， 并且正在向2nm工艺进发 ， 但2nm之后硅基芯片的工艺似乎遇到了瓶颈 。 而我国因为受到了美国的制裁 ， 虽然在芯片设计上有所成就 ， 但是在光刻机等制造设备中却无法突破 。 两种情况的趋势下 ， 全世界科技人员开始了新材料芯片的研发 。
碳基芯片是否需要光刻机
可以肯定的是 ， 碳基芯片是不需要光刻机的 ， 所以也不会使用光刻胶 ， 要不然彭练矛和张志勇教授花费这么大精力去研发碳基芯片还要依赖光刻机的话 ， 那么它的使用价值并不高 ， 毕竟在光刻机的研发上面 ， 我们和ASML的差距还是很大的 ， 那么想要弯道超车就必须摆脱光刻机的控制 。 而且目前的硅基芯片已经发展到2nm技术 ， 基本已经达到瓶颈 ， 想要继续突破将会非常困难 ， 那么研发一种全新材质的芯片成为了一个世界科技行业共同的目标 。 只不过 ， 这一步 ， 我们来得更早一些 。
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普通芯片的制作工艺
传统芯片的制造过程需要经过是通过抛光、光刻、蚀刻、离子注入等一系列复杂的工艺过程 。 也就是先用激光将电路刻在掩盖板上（相当于我们印刷的转印技术） ， 再通过用紫光通过掩盖板将电路印在硅片上进行曝光 ， 涂上光刻胶等刻蚀后就能在硅圆上制造出数亿的晶体管 ， 最后进行封装测试 ， 芯片就制作完成 。 而这个过程是无法离开光刻机和刻蚀机的 。
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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 。
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碳基芯片相比硅基芯片有哪些优势
采用石墨烯制造工艺的碳基芯片 ， 可以达到普通硅基芯片的10倍以上 ， 将继续推动摩尔定律更好的发展 ， 就算是硅基芯片工艺突破5nm达到2nm工艺 ， 也突破不了10倍的提升 。 如此超快的速度得力于石墨烯和碳纳米管 ， 在信号的传输中拥有更好的传导性能 。
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碳基芯片进行的是一场芯片界的革命 ， 将打破传统芯片的市场 ， 重新定义什么叫智能芯片 ， 而且在生产工艺上因为不需要使用到光刻机和光刻胶等设备 ， 这样也让我国被这两种设备卡脖子的局面 。 现在我们唯一能做的就竭尽全力去推广碳基芯片的发展 ， 这是我们芯片行业新的发展目标 。
【科技怪人|石墨烯“碳基芯片”诞生，性能或提升10倍以上，采用碳纳米管工艺】
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弯道超车还需要多久
无论是手机的处理器CPU ， 还是其他的各种微电路芯片 ， 我国在生产工艺和制造设备中 ， 都要落后国际水平 ， 短时间难以超越 。 但是碳基半导体的成功研发 ， 可以让我国在芯片领域中实现弯道超车 ， 达到国际的先进水平 。 彭练矛教授表示：
“碳纳米管的制造乃至商用 ， 面临最大的问题还是决心 ， 国家的决心 。 若国家拿出支持传统集成电路技术的支持力度 ， 加上产业界全力支持 ， 3-5年应当能有商业碳基芯片出现 ， 10年以内碳基芯片开始进入高端、主流应用 。 ”
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